UNIVERSIDAD CATÓLICA BOLIVIANA “SAN PABLO” - ECO-SAF
Anuncio
UNIVERSIDAD CATÓLICA BOLIVIANA “SAN PABLO” UNIDAD ACADÉMICA REGIONAL COCHABAMBA Departamento de Ciencias Exactas e Ingeniería Ingeniería Ambiental Evaluación de la influencia potencial de tres especies: tunal (Opuntia ficus-indica L.), chacatea (Dodonea viscosa Jacq.) y molle (Schinus molle L.) sobre las propiedades edáficas dentro de un sistema agroforestal en Combuyo -Vinto. Tesis de Licenciatura en Ingeniería Ambiental Andrea Bolaños Angulo Cochabamba – Bolivia Abril de 2014 TRIBUNAL EXAMINADOR Ing. Mauricio Azero Alcócer Profesor Guía Ing. Mauricio Azero Alcócer Director de Carrera Dr. Eduardo A. Morales Luizaga Profesor Relator Mgr. Luis Alfonso Via Reque Rector Regional AGRADECIMIENTOS A mis padres, por haberme dado la oportunidad de tener una educación, por demostrarme siempre su cariño y apoyo incondicional sin importar nuestras diferencias de opiniones. A mis hermanos por su apoyo constante. Al Ing. Mauricio Azero por haberme guiado durante el transcurso de mi carrera y por su valiosa guía y asesoramiento a la realización de esta investigación. A Noemi Stadler, por facilitar el espacio en el que se desarrollo la investigación. Además por el apoyo, información y conocimientos brindados. Al Dr. Eduardo Morales, por su apoyo y consejos. A mis amigos, por haber hecho de mi etapa universitaria un trayecto de vivencias que nunca olvidare. Gracias a todos. RESUMEN El 41% del suelo boliviano se encuentra en proceso de degradación por erosión y desertificación, siendo los departamentos de La Paz, Cochabamba, Chuquisaca, Potosí y Oruro los más afectados, especialmente en sus regiones áridas y semiáridas. Esto se da por efectos de deforestación, sobreexplotación del suelo y un mal manejo de los suelos agropecuarios y forestales en general, intensificado por el cambio climático. Es necesario pensar en términos de sistemas agrícolas que optimizan el ciclo de nutrientes, permiten la producción permanente o semi-permanente, reducen la dependencia de insumos externos y disminuyen el impacto ambiental. Así las prácticas de agroforestería se dan como una opción sostenible de uso de la tierra, permitiendo al productor utilizar las fuentes de recursos a su alcance para optimizar su uso y adaptar las especies vegetales conforme sus necesidades. En algunas zonas existen especies nativas de alto potencial para alimento, leña, fijación de nitrógeno, forraje para alimento, que son de uso doméstico por las familias asentadas en zonas secas. En este sentido, se realizó una evaluación del potencial de tres especies nativas sobre la fertilidad del suelo dentro de un sistema agroforestal de enfoque sucesional ubicado en una zona semiárida del valle de Cochabamba, en la localidad de Combuyo - Vinto. Este terreno se encuentra a laderas de la Cordillera Tunari y antes de su implementación era de libre acceso para el ganado de los productores locales, presentando suelos muy erosionados y extremadamente pedregosos. Las propiedades de la superficie del suelo se midieron a distancias crecientes de manera radial de tres especies: para el tunal (Opuntia ficus-indica L.) se midió a 0, 0,5 y 1 m de distancia de la planta, para la chacatea (Dodonea viscosa Jacq.) y para el molle (Schinus molle L.) se midió a 0, 1 y 2 m. Se analizó el pH, la materia orgánica, nitrógeno total, fósforo disponible, respiración microbiana, temperatura y humedad del suelo. A través de un análisis de varianzas de estos parámetros se determinó que las especies no presentaron medias significativamente diferentes en función de las distancias medidas. Por otro lado, a través de un Análisis de Componentes Principales se vio que las plantas de la chacatea y el molle tuvieron un impacto positivo o incremento en las propiedades del suelo, la chacatea tiene una relación de incremento de la materia orgánica y el pH, mientras que el molle sobre la humedad, respiración del suelo, contenido de nitrógeno y fósforo. A diferencia de estos, las plantas de tuna, presentaron los menores valores en los parámetros medidos al exigir un poco más al suelo para su crecimiento, pero aun así adecuados valores para su desarrollo. En el ACP, también se observó que, a pesar de no contar con promedios diarios de la temperatura, los valores medidos muestran que la temperatura tuvo la mayor influencia sobre los demás parámetros del suelo, y fue el factor que mayor variabilidad presentó entre especies. Además se observó que se tiene una relación del incremento de la humedad con la respiración microbiana y del pH con el contenido de MO. Palabras clave: Degradación del suelo, zonas áridas y semiáridas, agroforestería, especies nativas, propiedades del suelo. ABSTRACT The 41% of Bolivian soil is in process of deterioration thanks to erosion and desertification, the most affected areas are the departments of La Paz, Cochabamba, Chuquisaca, Potosí and Oruro, especially in the arid and semiarid regions. This occurs due to deforestation’s effects, soil exploitation and mismanagement of agricultural and forest soils in general, intensified by climate change. It’s necessary to think in terms of farming systems that optimize nutrient cycling, allowing permanent or semi - permanent production, reducing dependence on external inputs, and reducing environmental impacts. Agroforestry practices give a sustainable option for land use, allowing the producer to use resources at its disposal to optimize its use and adapt species of plants to their needs. In some areas there is a high potential of native species that could be used for food, firewood, nitrogen fixation, forage, which are already for domestic use by the families living on drylands. Therefore, an evaluation was performed to conclude the potential of three native species on soil fertility in a successional agroforestry system located on a semi-arid valley of Cochabamba, in the province of Vinto (Combuyo). The site is located at the slopes of the Cordillera Tunari. Before the implementationof of agroforestry systems, the site was freely accessible to local’s livestock, which caused eroded and extremely stony soils. The soil properties of the site were measured at the A horizon of soil profile, and it were measured radially at increasing distances from three species: for the Tunal (Opuntia ficus-indica L.), they were measured at 0, 0,5 and 1 m; for the Chacatea plant (Dodonea viscosa Jacq.) and for the Molle ( Schinus molle L.), they were measured at 0, 1 and 2 m. The soil properties analyzed were: the PH levels, total organic matter, total nitrogen, available phosphorus, microbial respiration, temperature and soil moisture. Through a variance analysis of these parameters, it was determined that the species did not show averages significantly different based on the measured distances. On the other hand, through a Principal Component Analysis, it was determined that the Chacatea and the Molle had a positive impact on the increase of soil properties, the Chacatea apparently causes an increased of organic matter and pH levels, while the Molle has an influence on the moisture, soil respiration, nitrogen and phosphorus content. Unlike these ones, the Tunal showed the lowest values in the soil parameters measured probably because it demands a little more to the soil for its growth, but still the plant showed appropriate values for its development. In the ACP it is also noted that, despite not having average daily temperatures values, the measured values showed that the temperature had the biggest influence on other soil parameters, and it was the factor that most variability presented between species. It was also observed that there is a relationship of increasing microbial respiration with increasing moisture, and a relationship between the pH and the content of organic matter. Keywords: soil degradation, arid and semi-arid areas, agroforestry, native species, soil properties. ÍNDICE GENERAL GENERALIDADES .......................................................................................................... 17 Introducción ................................................................................................................... 17 Antecedentes ................................................................................................................... 18 Descripción del problema .............................................................................................. 20 Objetivos ......................................................................................................................... 22 Objetivo general.......................................................................................................... 22 Objetivos específicos ................................................................................................... 22 Hipótesis .......................................................................................................................... 23 Justificación .................................................................................................................... 23 Alcance y límites............................................................................................................. 24 1. MARCO TEÓRICO ...................................................................................................... 27 1.1 Suelo ...................................................................................................................... 27 1.1.1 Evaluación de la calidad del suelo ................................................................ 27 1.1.2 Indicadores de calidad del suelo ................................................................... 28 1.2 Zonas semiáridas.................................................................................................. 32 1.2.1 Características de los valles de Bolivia ......................................................... 32 1.2.2 Degradación de suelo en las zonas semiáridas............................................. 32 1.3 Agroforestería ...................................................................................................... 34 1.3.1 Definición agroforestería .............................................................................. 34 1.3.2 Beneficios de la agroforestería...................................................................... 35 1.3.3 Desventajas de la agroforestería ................................................................... 36 1.4 Regeneración natural en sistemas agroforestales ............................................. 37 1.5 Ventajas del uso de las especies nativas en agroforestería ............................... 37 1.6 Perspectiva de los árboles: su papel como herramienta para el manejo ambiental ........................................................................................................................ 38 1.6.1 Efectos sobre niveles de sombra, temperatura y humedad .......................... 38 1.6.2 Efectos sobre enfermedades y malezas ......................................................... 38 1.6.3 Efectos sobre la fertilidad del suelo .............................................................. 38 1.7 La agroforestería como alternativa en zonas secas........................................... 39 1.7.1 Mantenimiento de la productividad del suelo ............................................... 39 1.7.2 Características deseables de las especies forestales para uso en agroforestería de zonas secas y semiáridas. .............................................................. 40 1.8 La Tuna (Opuntia ficus-indica L.) ..................................................................... 41 1.8.1 Características generales ............................................................................... 41 1.8.2 Fenología y reproducción ............................................................................. 42 1.8.3 Distribución ................................................................................................... 42 1.8.4 Relación con los sistemas agroforestales ...................................................... 42 1.8.5 Ecología ......................................................................................................... 43 1.9 Chacatea (Dodonea viscosa Jacq.) ...................................................................... 44 1.9.1 Características generales ............................................................................... 44 1.9.2 Distribución ................................................................................................... 44 1.9.3 Fenología y reproducción ............................................................................. 44 1.9.4 Relación con los sistemas agroforestales ...................................................... 45 1.9.5 Ecología ......................................................................................................... 45 1.10 Árbol del Molle (Schinus molle L.) ..................................................................... 46 1.10.1 Características generales ............................................................................... 46 1.10.2 Distribución ................................................................................................... 46 1.10.3 Fenología y reproducción ............................................................................. 47 1.10.4 Relación con los sistemas agroforestales ...................................................... 47 1.10.5 Ecología ......................................................................................................... 47 2.2. MARCO LEGAL ................................................................................................. 49 2.1 Leyes y normas en relación a sostenibilidad de la producción agrícola en zonas frágiles .................................................................................................................. 49 3.3. MARCO REFERENCIAL .................................................................................. 52 3.1 Municipio de Vinto .............................................................................................. 52 3.1.1 Situación socioeconómica ............................................................................. 52 3.1.2 Problemas medioambientales ........................................................................ 53 3.1.3 Plan de desarrollo sostenible ......................................................................... 53 3.2 Localidad de Combuyo ........................................................................................ 54 3.3 Ubicación (propiedad Mollesjneta) .................................................................... 55 3.4 Vegetación del predio .......................................................................................... 56 3.5 Estudios pasados realizados en la parcela ......................................................... 57 4.4. METODOLOGÍA ................................................................................................ 59 4.1 Selección de especies ............................................................................................ 59 4.2 Diagrama metodológico ....................................................................................... 60 4.3 FASE I – Descripción y caracterización de las parcelas de estudio ................ 61 4.3.1 Caracterización del sitio ................................................................................ 61 4.3.2 Selección de indicadores ............................................................................... 62 4.4 FASE II – Evaluación de las propiedades del suelo .......................................... 63 4.4.1 Evaluación de las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo ...... 63 4.4.2 Toma de muestras .......................................................................................... 63 4.4.2.1 Zonas de muestreo ................................................................................... 64 4.4.2.2 Obtención de las muestras ...................................................................... 68 4.4.3 Análisis de indicadores en laboratorio ......................................................... 68 4.4.3.1 Propiedades físicas y químicas ............................................................... 68 4.4.3.2 Propiedades biológicas ........................................................................... 70 4.4.4 4.4.3.2.1 Respiración microbiana del suelo ................................................ 70 4.4.3.2.2 Biodiversidad del suelo ................................................................ 73 Mediciones in situ .......................................................................................... 74 4.4.4.1 Humedad y Temperatura ......................................................................... 74 4.5 Análisis cualitativo de la calidad del suelo......................................................... 75 4.6 FASE III – Análisis estadístico de los resultados .............................................. 77 4.6.1 Medias de los parámetros obtenidos y análisis de regresión lineal ............. 77 4.6.2 Análisis de las varianza multivariado ........................................................... 78 4.6.3 Análisis de componentes principales ............................................................ 78 5.5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ......................................................................... 80 5.1 FASE I – Descripción y caracterización de las parcelas de estudio ................ 80 5.1.1 Identificación y caracterización del lugar de estudio................................... 80 5.1.1.1 Localización de las parcelas de estudio .................................................. 80 5.1.1.2 Caracterización de las parcelas .............................................................. 82 5.1.1.3 Manejo e historial de las parcela............................................................ 85 5.2 5.1.1.3.1 Parcela Tunas (SAF - Palta) ........................................................ 87 5.1.1.3.2 Parcela Chacateas (SAF- Olivo) .................................................. 90 5.1.1.3.3 Parcela Molles (Parcela mixta) ................................................... 90 FASE II – Evaluación cuantitativa de las propiedades del suelo .................... 92 5.2.1 Evaluación cuantitativa de las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo……………………………………………………………………………...92 5.2.1.1 5.2.1.1.1 Textura.......................................................................................... 93 5.2.1.1.2 Agua del suelo .............................................................................. 94 5.2.1.1.3 Humedad y temperatura ............................................................... 96 5.2.1.2 Evaluación química del suelo ............................................................... 104 5.2.1.2.1 pH ............................................................................................... 105 5.2.1.2.2 Materia orgánica total ............................................................... 108 5.2.1.2.3 Nitrógeno total ........................................................................... 110 5.2.1.2.4 Fósforo disponible ...................................................................... 112 5.2.1.3 5.3 Evaluación física del suelo...................................................................... 92 Evaluación biológica del suelo ............................................................. 115 5.2.1.3.1 Respiración microbiana ............................................................. 115 5.2.1.3.2 Macrofauna del suelo ................................................................. 121 FASE III – Evaluación de los análisis estadísticos .......................................... 123 5.3.1 Análisis de varianza multivariado de las propiedades del suelo en función de las especies de tuna, chacatea y molle con la distancia. ................................... 123 5.3.2 Análisis de varianza multivariado entre especies ....................................... 124 Análisis de componentes principales .......................................................... 126 5.4 Cromatografía del suelo .................................................................................... 130 CONCLUSIONES ............................................................................................................ 138 RECOMENDACIONES .................................................................................................. 140 BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................................. 141 ANEXOS ........................................................................................................................... 149 ANEXO 1. Ficha para la caracterización del sitio ................................................ 150 ANEXO 2. Acidez activa en el suelo ....................................................................... 151 ANEXO 3. Determinación del contenido de M.O. por combustión seca ............ 152 ANEXO 4. Cromatografía de suelo según Voitl y Guggenberger (1986) ........... 153 ANEXO 5. Resultados del análisisde indicadores físicos del suelo en las cuatro parcelas de estudio ....................................................................................................... 156 ANEXO 6. Resumen de los resultados obtenidos para los parámetros físicos, químicos y biológicos del suelo ................................................................................... 157 A. Resultados para las plantas de la Tuna............................................................ 157 B. Resultados para las plantas de la Chacatea ..................................................... 158 C. Resultados para el árbol del Molle ................................................................... 159 D. Resultados para la zona Testigo ....................................................................... 160 ANEXO 7. Valores de interpretación para los indicadores físicos y químicos del suelo. …………………………………………………………………………………..161 A. Valores promedio de los parámetros físicos del suelo ..................................... 161 B. Valores de interpretación de los parámetros químicos del suelo .................... 162 ANEXO 8. Valores de interpretación para los parámetros de la humedad y la temperatura .................................................................................................................. 163 ANEXO 9. Análisis de la varianza multivariado en función de la distancia ...... 165 A. Análisis de la varianza para la Tuna ................................................................ 165 B. Análisis de la varianza para la Chacatea ......................................................... 166 C. Análisis de la varianza para el Molle ............................................................... 167 ANEXO 10. Análisis de la varianza multivariado entre especies en función de los parámetros del suelo tomados .................................................................................... 168 ANEXO 11. Análisis de Componentes Principales – Predicción de la variación de parámetros .................................................................................................................... 169 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Indicadores físicos, químicos y biológicos para monitorear cambios que se dan en el suelo.................................................................................................................................. 29 Tabla 2. Requerimientos ambientales de la tuna ............................................................... 43 Tabla 3. Requerimientos ambientales de la Chacatea ...................................................... 45 Tabla 4. Requerimientos ambientales del Molle ................................................................ 48 Tabla 5. Indicadores y método de análisis de las propiedades químicas del suelo ......... 69 Tabla 6. Colores de cromatografía del suelo ...................................................................... 76 Tabla 7. Resultados de la medición de la textura .............................................................. 93 Tabla 8. Resultados de la medición del agua del suelo...................................................... 95 Tabla 9. Resultados de la medición del la humedad.......................................................... 97 Tabla 10. Análisis de regresión lineal y varianza para la humedad del suelo en función de la distancia ........................................................................................................................... 98 Tabla 11. Resultados de la medición del la temperatura .................................................. 101 Tabla 12. Análisis de regresión lineal y la varianza para la temperatura en función de la distancia .................................................................................................................................. 102 Tabla 13. Resultados de la medición del pH ...................................................................... 105 Tabla 14. Análisis de regresión lineal y la varianza para el pH del suelo en función de la distancia .................................................................................................................................. 107 Tabla 15. Resultados de la medición del Contenido de Materia orgánica por el método de ignición............................................................................................................................... 108 Tabla 16. Análisis de regresión lineal y la varianza para la M.O. del suelo en función de la distancia .............................................................................................................................. 109 Tabla 17. Resultados de la medición de nitrógeno total.................................................... 110 Tabla 18. Análisis de regresión lineal y la varianza para el Nt del suelo en función de la distancia .................................................................................................................................. 112 Tabla 19. Resultados de la medición del fósforo disponible ............................................. 113 Tabla 20. Análisis de regresión lineal y la varianza para el Pd del suelo en función de la distancia .................................................................................................................................. 114 Tabla 21. Resultados de la medición de la respiración microbiana del suelo ................. 116 Tabla 22. Análisis de regresión lineal y la varianza para la respiración microbiana del suelo en función de la distancia ............................................................................................ 118 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Relaciones de causa y efecto asociados al fenómeno de la desertificación y sequia ........................................................................................................................................ 33 Figura 2. Clasificación de sistemas agroforestales en función de los componentes que los conforman ................................................................................................................................ 35 Figura 3. Producción agropecuaria en la localidad de Combuyo .................................... 55 Figura 4. Ubicación de la Propiedad Mollesnejta.............................................................. 56 Figura 5. Propiedad Mollesnejta en los años 2006 y 2012 ................................................ 57 Figura 6. Diagrama del flujo metodológico ........................................................................ 60 Figura 7. Recolección de submuestras de manera radial de especies perennes .............. 65 Figura 8. Recolección de muestras de manera radial en función de la tuna ................... 66 Figura 9. Recolección de muestras de manera radial en función del molle .................... 66 Figura 10. Profundidad de muestreo .................................................................................... 67 Figura 11. Recolección de submuestras en las tres parcela estudiadas para la evaluación de la textura............................................................................................................................. 67 Figura 12. Mezcla de suelo y depósito de la muestra en bolsa plástica. ........................... 68 Figura 13. Pasos de la respiración microbiana .................................................................... 72 Figura 14. Medición de la humedad y temperatura del suelo con un sensor .................... 75 Figura 15. Pasos de la cromatografía ................................................................................... 77 Figura 16. Localización de las especies de estudio dentro del terreno............................... 81 Figura 17. Características generales de la P1 (Parcela Tunas) .......................................... 82 Figura 18. Características generales del suelo en P2 (Parcela Chacateas)........................ 83 Figura 19. Características generales del suelo en P3 (Parcela Molles) .............................. 84 Figura 20. Características generales del suelo en B (Zona Testigo) .................................. 84 Figura 21. Cobertura vegetal que se usa en el terreno ........................................................ 85 Figura 22. Parcela de las plantas de Tuna ........................................................................... 89 Figura 23. Historial de las parcelas....................................................................................... 91 Figura 24. Análisis de regresión lineal de la humedad en función de la distancia ........... 98 Figura 25. Variaciones de la humedad del suelo para septiembre y diciembre................ 99 Figura 26. Análisis de regresión lineal de la temperatura en función de la distancia .... 102 Figura 27. Variaciones de la temperatura del suelo para septiembre y diciembre ........ 103 Figura 28. Análisis de regresión lineal del pH en función de la distancia ....................... 107 Figura 29. Análisis de regresión lineal de la M.O. en función de la distancia ................ 109 Figura 30. Análisis de regresión lineal del Nt en función de la distancia ........................ 111 Figura 31. Análisis de regresión lineal del Pd en función de la distancia ........................ 114 Figura 32. Análisis de regresión lineal de la respiración microbiana del suelo en función de la distancia ......................................................................................................................... 118 Figura 33. Variaciones de respiración microbiana para los meses de junio, septiembre y diciembre ................................................................................................................................ 119 Figura 34. Especies de macrofauna encontradas en las tres parcelas agroforestales .... 122 Figura 35. Análisis de componentes principales ................................................................ 127 Figura 36. Matriz de correlación resultado del ACP ........................................................ 127 Figura 36. Identificación de las zonas que integran una cromatografía ideal ................ 131 Figura 37. Cromatografía de suelos de la P1- Parcela Tunas .......................................... 132 Figura 38. Cromatografía de suelos de la P3- Parcela Chacateas ................................... 133 Figura 39. Cromatografía de suelos de la P3- Parcela Molles .......................................... 134 GENERALIDADES Introducción La degradación de los suelos en las zonas áridas y semiáridas producidas por las variaciones climáticas y las actividades humanas es un fenómeno de alcance mundial que afecta a 3.600 millones de hectáreas (CYTED, 2002). Las causas de la desertificación son numerosas, siendo las principales el sobrepastoreo, el incremento de la superficie utilizada para huertas, la deforestación y el establecimiento de industrias relacionadas con la producción agrícola (CYTED, 2002). En Bolivia, la pobreza se concentra principalmente en el área rural, donde los pequeños productores de zonas secas y semiáridas del país, viven con economías de subsistencia, a bajos niveles de seguridad alimentaria y altamente vulnerables al Cambio Climático (PROAGRO, 2010). Es decir, que se presentan condiciones de alta fragilidad, incrementada por el mal manejo del recurso suelo, así como el pastoreo no controlado y la sobreexplotación de los suelos que llevan a la erosión, compactación y pérdida de fertilidad del mismo. Sin embargo, a través de la aplicación de Sistemas Agroforestales existe la posibilidad de mejorar esta situación logrando al mismo tiempo una productividad a largo plazo (STADLER, 2008). Los árboles dentro de un sistema de producción pueden optimizar la productividad de un agroecosistema, al influir en las características del suelo, del microclima, de la hidrología y de otros componentes biológicos asociados (ALTIERI, 1999). En la localidad de Combuyo del Municipio de Vinto, perteneciente al Valle Central de Cochabamba, considerada una zona semiárida por la deficiente precipitación pluvial, con precipitaciones anuales que oscilan entre 400 a 900 mm (MONTAÑO, 2000); se cuenta con un sistema agroforestal de enfoque sucesional, el cual fue instalado con el objetivo de evaluar la factibilidad y rentabilidad de mediano a largo plazo de una producción sostenible en suelos degradados de zonas semiáridas, realizando a la vez un servicio ambiental a través del uso de 17 árboles (STADLER, 2008). Tal propiedad lleva por nombre “Mollesnejta”, donde se inició las actividades de instalación del SAF a partir del 2000-2001, y actualmente cuenta con más de 13 hectáreas cultivadas con distintos consorcios agroforestales. Entonces, dentro de este contexto, se evaluarán las propiedades del suelo a distancias crecientes de tres especies: tuna (Opuntia ficus-indica (L.) Miller.), chacatea (Dodonea viscosa Jacq.) y molle (Schinus molle L). Teniendo como objetivo, evaluar el papel potencial de dos especies nativas y de la planta de tuna sobre sistemas agroforestales en los valles interandinos, y al mismo tiempo se observará un gradiente de las propiedades edáficas en función de las tres especies mencionadas. Se decidió trabajar con estas tres especies por los beneficios múltiples que brindan al sistema y por la adaptabilidad que presentan referente a las condiciones edafoclimáticas de la zona. La planta de tuna (Opuntia ficus-indica L.) Es una especie adaptada a zonas áridas y semiáridas, muy utilizada en prácticas agroforestales como parte de protección de suelo (TRIPOD, s/a). Por otro lado, la chacatea (Dodonea viscosa Jacq.) es una especie pionera de ladera seca y subhúmeda; en agroforestería se la considera una especie importante en la protección de laderas erosionadas o susceptibles a la degradación, para proteger del viento, mantener la humedad e incorporar carbono orgánico al suelo (VARGAS, 2000). Por último, el árbol de molle (Schinus molle L.), se encuentra en forma silvestre en los valles interandinos, algunos agricultores lo cultivan en cercos vivos y como árbol disperso en campo de cultivo; este proporciona sombra, protege al suelo de la erosión, mantiene la humedad e incorpora abono orgánico; es apropiado para programas de conservación de cuencas y aéreas degradadas (VARGAS, 2000). Antecedentes En general, se han establecido parcelas agroforestales de enfoque sucesional basados en el modelo propuesto por Ernst Götsch, en el cual se trata de imitar el funcionamiento de bosques tropicales. Entonces, las investigaciones se basan principalmente en zonas tropicales con plantaciones de cacaotero y cafeto con sistemas multiestratos, evaluado la productividad o 18 rendimiento del sistema. En Bolivia de igual manera se llevan a cabo ensayos de cultivos de cacao bajo sombra de Inga sp., asociados a banano y arroz, en la Estación Experimental La Jota en Villa Tunare (Chapare) se experimenta con Ochroma lagopus (balsa) con café y cacao. Por otro lado, en la provincia de Loayza y en Cochabamba se utiliza Eucalyptus globulus a lo largo de los linderos de las fincas, o bien en el perímetro de los lotes destinados a agricultura o ganadera (FAO, s/a). Así, las investigaciones principalmente se han dado en zonas tropicales por su potencial productivo y en las especies mencionadas por su potencial económico. Sin embargo, no se cuenta con investigaciones sobre la sostenibilidad o productividad de sistemas agroforestales en las zonas semiáridas del país, siendo importante primero evaluar especies potenciales para la implementación de sistemas agroforestales en zonas semiáridas, así como las combinaciones adecuadas. El estudio se desarrolló en la propiedad Mollesnejta, donde se encuentra instalado un sistema agroforestal con distintos consorcios desde el año 2001. Los propietarios son los hermanos Fernández Kaulich, y de la administración está encargada la Dra. Noemí Stadler-Kaulich (asociada de la Red ECO-SAF). En realidad el terreno hasta 1999 era de libre acceso para el ganado de los pequeños productores de la comunidad de Combuyo, donde por el sobrepastoreo aparte de unos pocos árboles de molle (Schinus molle) y arbustos de chacatea (Dodonaea viscosa), antes de haber realizado el alambrado en 2000, el suelo no tuvo vegetación alguna sino presentaba erosión por agua y viento. Fue posteriormente que las tunas fueron plantadas conjunto a otras especies frutales, forestales y arbustivas entre los años 2003 y 2005. En sí, hasta el momento fueron plantados una superficie de 15 hectáreas, con 30 diferentes consorcios agroforestales (Cf. STADLER, 2013). En la presente investigación se tomaron en cuenta tres especies dentro del sistema agroforestal descrito para evaluar el potencial de éstas sobre las propiedades del suelo: el tunal (Opuntia ficus-indica (L.) Miller.), la chacatea (Dodonea viscosa Jacq.) y el molle (Schinus molle L), siendo las dos últimas especies nativas y de regeneración natural, mientras que los tunales fueron implantados entre los años 2006 - 2007. Las especies nativas tienen cierta ventaja en el establecimiento de sistemas agroforestales, ya que ya están adaptadas a las condiciones de la 19 zona. Las cuales no son tan valorizadas dentro de los sistemas de producción local, sino más bien con frecuencia se las extrae. En general los árboles son subutilizados en la agricultura y si bien se ha escrito mucho respecto a sus virtudes, su potencial se ha explotado relativamente poco. Un estudio realizado para evaluar el papel de los árboles en los sistemas de agricultura tradicional de México Central ilustra la influencia potencial de los árboles sobre la fertilidad del suelo. Las propiedades de la superficie del suelo se midieron a distancias crecientes de dos especies de árboles, capulín (Prunus capuli) y sabino (Juniperus deppeana) que se encontraron dentro de campos de maíz. Se encontraron valores superiores de todas las propiedades medidas bajo los doseles de capulín, y se observó una gradiente que disminuía al incrementar la distancia de los árboles (Farrel, 1984). La investigación se la llevó a cabo como parte de la Red ECO-SAF (Espacio Compartido en Sistemas Agroforestales), la cual tiene como objetivo promover la utilización de sistemas agroforestales, a través de la difusión de conocimientos e investigaciones, basándose en los múltiples beneficios que brindan las especies leñosas a los agroecosistemas. Una iniciativa de la Red ECO-SAF es el Proyecto ISABEL (Proyecto de Investigación de Sistemas Agroforestales en la zona seca de Bolivia), en el cual se pretende establecer parcelas agroforestales piloto en la zona seca de Bolivia, que serán monitoreadas en el tiempo. Este proyecto se inició a mediados de 2011, con varias productoras en la zona de la Granja Modelo Pairumani, un centro de agricultura y ganadería agrobiológica situada en Vinto, Cochabamba. Asimismo, a finales del 2012, se trabajó con productores en las localidades de la Provincia de Tarata. Entonces, actualmente se cuenta con dos módulos: el modulo Pairumani y el módulo Tarata. Descripción del problema Identificación o análisis del problema o la situación problemática El 41% del suelo boliviano está en proceso de degradación por la erosión y la desertificación. La erosión es el desgaste de la capa superficial de la tierra, donde normalmente se hallan los sustratos que ayudan a fertilizar el suelo. Si bien el viento y el agua pueden provocar erosión, 20 el quitar las capas de protección como hierbas y árboles, la falta de agua, el cultivo excesivo o la amplia deforestación, también influye en su expansión. La desertificación, en cambio, ocurre cuando la tierra pierde capacidad productiva. Así, en Bolivia, los departamentos más afectados por estos fenómenos son La Paz, Cochabamba, Chuquisaca, Potosí y Oruro, especialmente en sus regiones áridas y semiáridas (LA PRENSA, 2010). Por tanto, es importante desarrollar tecnologías de producción sostenibles y hacer un mejor uso de los recursos disponibles. En ese contexto la agroforestería como una disciplina de carácter integral tiene una amplia aplicabilidad en las zonas secas y semiáridas, enfocada para el desarrollo de tecnologías que pueden ser fácilmente adoptadas por pequeños productores (UNCCD, 2009). La agroforestería puede aumentar la sostenibilidad con el uso de árboles o especies arbustivas a través de la optimización de los procesos naturales de los ecosistemas, tales como: 1) Disponibilidad y equilibrio del flujo de nutrientes; 2) Protección y conservación de la superficie del suelo; 3) Preservación y conservación de la biodiversidad, 4) Adaptabilidad y complementariedad en el uso de los recursos, lo que implica en el uso de variedades adaptadas a las condiciones edafoclimáticas locales y que respondan a un manejo bajo en insumos externos (DUARTE, 2005). Como se indicó, las especies utilizadas deben estar adaptadas a las condiciones edáficas y climáticas; es decir se deben seleccionar especies vegetales adaptadas al contexto del sistema agroforestal, esta selección requiere de conocimientos e investigación (DUARTE, 2005). En este sentido, se realizará la evaluación de la influencia de tres especies: tuna (Opuntia ficusindica (L.) Miller.), chacatea (Dodonea viscosa Jacq.) y molle (Schinus molle L), sobre las propiedades edáficas dentro de un sistema agroforestal de enfoque sucesional ubicado en una zona semiárida del valle de Cochabamba, considerando los beneficios descritos que aportan a los ecosistemas. Al tener un sistema agroecológico de enfoque sucesional, se aprovecha la diversidad natural y existente de especies de árboles en la zona (las plantes de molle y chacatea son producto de la regeneración natural), que fue enriquecido con ciertas especies frutales, maderables o de forraje de interés específico. Dentro de los sistemas sucesionales, el conocimiento de las 21 especies empleadas tiene utilidad para entender la interacción entre todas las plantas y poder dar beneficios a corto y largo plazo tanto económicamente como también la productividad del terreno (Cf. AMURRIO, 2009). Formulación del problema o pregunta de investigación ¿Las especies Opuntia ficus-indica L., Dodonea viscosa Jacq. y Schinus molle L. tienen una influencia positiva sobre las propiedades edáficas del suelo, dentro de un sistema agroforestal en zona semiárida? Objetivos Objetivo general Evaluar la influencia potencial de tres especies: tunal, chacatea y molle sobre las propiedades edáficas, dentro de un sistema agroforestal sucesional perteneciente a los valles interandinos. Objetivos específicos 1. Describir las características generales del entorno ambiental, así como el historial de uso y manejo del suelo. 2. Evaluar las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo a través de indicadores establecidos en función de tres especies perennes: tuna, chacatea y molle. 3. Evaluar la relación de la distancia de muestreo (gradiente) con las propiedades del suelo en función de estas tres especies (tomando como punto central cada especie) 4. Determinar la influencia de cada una de las especies sobre las propiedades del suelo, y la relación entre indicadores. 22 Hipótesis Las especies tuna, chacatea y molle, tienen un efecto positivo en las propiedades edáficas del suelo (presentan un gradiente al incrementar la distancia desde la planta) dentro de los sistema agroforestales en una zona semiárida. Justificación Los suelos agropecuarios y forestales en el país, de un modo general son frágiles (sobre todo en zonas áridas y secas). La fragilidad se incrementa con la pérdida de cobertura vegetal generadas por las prácticas inadecuadas de producción agropecuaria y forestal (VARGAS s/a). Es necesario pensar en términos de sistemas agrícolas que optimizan el ciclo de nutrientes y permiten la producción permanente o semi-permanente, así como reducir la dependencia de insumos externos, con bajo impacto ambiental. La inclusión de diversas especies arbóreas o arbustivas es un elemento clave en el mantenimiento de la producción de materia orgánica y generar otros beneficios positivos, además de permitir la diversificación de productos (Cf. ALTIERI, 2012). Por lo que, los sistemas agroforestales se orientan a permitir actividades productivas en condiciones de alta fragilidad, con recursos naturales degradados, mediante una gestión económica eficiente, alterando al mínimo la estabilidad ecológica, lo cual contribuye a alcanzar la sostenibilidad de los sistemas de producción y mejorar el nivel de vida de la población rural (UNCCD, 2009). Además, las prácticas de agroforestería buscan incrementar la productividad a través de un uso eficiente del recurso suelo, permitiendo obtener al agricultor mejores rendimientos de los cultivos, mayor eficiencia en las interacciones entre componentes del sistema suelo – planta. La agroforestería en sus diferentes formas y categorías tiene una amplia aplicabilidad en las zonas secas y semiáridas. Siendo importante, conocer la vegetación nativa para identificar el potencial o usos de las especies ya sea maderables o de los estratos bajos; así como también identificar claramente las condiciones biofísicas en las cuales dichas especies habitan 23 (UNCCD, 2009). Se entiende que estas zonas presentan agudos factores limitantes como escasez de agua y suelos agotados para la producción agrícola, pecuaria y forestal. Acá la agroforestería, como una opción sostenible de uso de la tierra puede permitir al productor utilizar las fuentes de recursos a su alcance para optimizar su uso y adaptar las especies vegetales conforme sus necesidades. Además, en algunas zonas existen especies forestales nativas de alto potencial para alimento, leña, fijación de nitrógeno, forraje para alimento, que son de uso doméstico por las familias asentadas en zonas secas (Cf. UNCCD, 2009). De esta manera, al evaluar las propiedades del suelo en base a las plantas de tuna, chacatea y el árbol del molle, se conocerá el papel potencial de una especie adaptada a la zona (tuna) y dos especies nativas, para poder ser utilizadas dentro de los sistemas de producción locales o en zonas con condiciones edafoclimáticas similares. Alcance y límites El presente trabajo se llevó a cabo en la propiedad Mollesnejta, donde se encuentra establecido un sistema agroforestal de enfoque sucesional con distintos consorcios, dentro de este contexto se evaluaron las propiedades edáficas del suelo de manera radial desde tres especies, que se encuentran distribuidas dentro del terreno: la planta de Tuna (Opuntia ficus-indica L.), la chacatea (Dodonea viscosa Jacq.) y árbol de molle (Schinus molle L.). Se realizaron mediciones in situ y análisis en laboratorio, obteniendo parámetros e indicadores de las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo a tres distancias distintas de cada una de las tres especies seleccionadas, obteniendo un gradiente de las propiedades del suelo. Para cada una de las especies se tuvo 5 repeticiones seleccionadas al azar dentro del terreno, teniendo un total de 15 repeticiones entre las tres plantas seleccionadas. Adicionalmente se evaluaron las mismas propiedades del suelo a las mismas distancias en un espacio vacío dentro del mismo terreno (testigo), de manera que se tenga un referente o punto de comparación de las propiedades del suelo sin la influencia de las plantas de tuna, molle o chacatea. 24 La medición de los indicadores de calidad del suelo se llevo a cabo durante el año 2013, siendo que las propiedades químicas y físicas de los suelos fueron evaluados únicamente una vez durante la investigación ya que no presentan variabilidad en largos períodos de tiempo. Mientras que los indicadores de las propiedades biológicas del suelo fueron evaluadas tres veces durante la investigación por la variabilidad que presentan en función a la variación climática y respuesta a prácticas de manejo; entonces estos parámetros e indicadores fueron evaluados en los meses de mayo (invierno, después de las lluvias), septiembre (primavera, época seca) y diciembre (verano, inicio de las lluvias). Conjuntamente, parámetros como la humedad y temperatura del suelo fueron monitoreados durante los meses de septiembre a diciembre. El presente trabajo se enfocó en evaluar el papel potencial de la planta de Tuna (Opuntia ficusindica L.), la chacatea (Dodonea viscosa Jacq.) y árbol de molle (Schinus molle L.) en un sistema agroforestal en una zona semiárida, observando un gradiente de las propiedades del suelo en función a la distancia. De esta manera se puede promover el uso tanto en los productores locales como en zonas semiáridas que presenten características edafoclimáticas similares, haciendo un uso sostenible o regenerando suelos degradados a través del uso de especies adaptadas a la zona. Por otro lado, es importante revalorizar estas especies dado que dos de ellas son especies nativas, y con su uso dentro de los sistemas agroforestales se logra disminuir los costos de producción para el agricultor. El muestreo para el análisis de las propiedades del suelo se lo realizó a diferentes profundidades del perfil del suelo, ya que este está en función al método y/o instrumento que se utilizó para cada indicador del suelo. Así tenemos, que para el pH, MO, Nt, Pd y respiración microbiana de los suelos se estudió el perfil A por lo recursos disponibles para el análisis del mismo. Ahora bien, también se evaluó parámetros del suelo in situ tales como la humedad y la temperatura, los cuales presentan una gran influencia en las propiedades biológicas del suelo, estos fueron analizados a los 20 - 30 cm del suelo. Dentro de los parámetros estandarizados para evaluar la calidad del suelo se escogieron la textura, humedad, temperatura, materia orgánica, pH, nitrógeno total, fosforo disponible y la 25 respiración microbiana del suelo. De manera que se tenga una visión general del efecto de estas tres especies sobre la fertilidad del suelo. Se hizo restrictivo tomar otros parámetros como la infiltración, la densidad aparente por la pedregosidad del terreno, no se analizaran los parámetros a mayores profundidades a lo largo del perfil del suelo por la misma razón. Por otro lado las plantas de chacatea y el árbol del molle no son exactamente de la misma edad, ya que son producto de la regeneración natural y no se cuenta con registros exactos de éstos. Sin embargo, dentro de la propiedad para escoger las repeticiones, se trató de seleccionar las plantas que tengan menos de 1 a 2 años de diferencia. 26 1. MARCO TEÓRICO 1.1 Suelo El suelo es un componente complejo, cambiante, viviente y dinámico del agroecosistema. Está sujeto a la alteración y puede ser degradado o manejado responsablemente. La palabra suelo, en el sentido más amplio, se refiere a la porción de la corteza terrestre donde las plantas están sostenidas. El suelo es la capa superficial intemperizadas de la tierra que está mezclada con organismos vivientes y los productos de su actividad metabólica y de su descomposición. Los suelos incluyen material derivado de las rocas, substancias orgánicas e inorgánicas derivadas de organismos vivientes, aire y agua que ocupan los espacios entre las partículas del suelo (Cf. GLIESSMAN, 2009). Desde una perspectiva agrícola, un suelo “ideal” está compuesto de 45% de minerales, 5% de materia orgánica y 50% de espacio poroso, la mitad del cual está lleno con agua y la otra mitad con aire. Es difícil encontrar algo que podamos llamar un suelo “típico”, entonces cada sitio o localidad tiene propiedades únicas (GLIESSMAN, 2009). 1.1.1 Evaluación de la calidad del suelo Existen dos formas básicas para evaluar la calidad del suelo: • Realizar mediciones periódicamente, a lo largo del tiempo, para monitorear cambios o tendencias en la calidad del suelo. • Comparar valores medidos con los de una condición del suelo estándar o de referencia. Estas dos formas de evaluación del suelo pueden ser utilizados para: • Realizar comparaciones entre distintos sistemas de manejo para determinar sus respectivos efectos sobre la calidad del suelo. • Realizar mediciones en un mismo lote a lo largo del tiempo para monitorear las tendencias de la calidad del suelo, determinadas por el uso y manejo del suelo. 27 • Comparar áreas problema dentro de un predio, con áreas sin problemas. • Comparar valores medidos con condiciones edáficas de referencia o con el ecosistema natural. La evaluación de la calidad del suelo se la realiza midiendo un grupo mínimo de datos de las propiedades del suelo para estimar la capacidad del suelo para realizar sus funciones básicas (por ej. mantener la productividad, regular y separar agua y flujo de solutos, filtrar y tamponar contra contaminantes, y almacenar y reciclar nutrientes). En este sentido es importante evaluar las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo (USDA, 1999). La calidad debe interpretarse como la utilidad del suelo para un propósito específico en una escala amplia de tiempo. El estado de las propiedades dinámicas del suelo como contenido de materia orgánica, diversidad de organismos, o productos microbianos en un tiempo particular constituye la salud del suelo. Simultáneamente los indicadores de calidad del suelo son un instrumento que sirve para comprender la utilidad y salud de este recurso (BAUTISTA et al., 2004). 1.1.2 Indicadores de calidad del suelo Dado que el suelo mantiene un balance entre sus factores físicos, químicos y biológicos los indicadores de calidad del suelo deben estar constituidos por combinaciones de estos factores, especialmente en aquellas situaciones donde algunos parámetros integran los tres factores y sus funciones, por ejemplo, la tasa de infiltración de agua en el suelo. Debido a que existen muchas propiedades alternativas para evaluar la calidad del suelo, Larson y Pierce (1991); Doran y Parkin (1994) y Seybold et al. (1997) plantearon un conjunto mínimo de propiedades del suelo para ser usadas como indicadores para evaluar los cambios que ocurren en el suelo con respecto al tiempo (Tabla 1). 28 Tabla 1: Indicadores físicos, químicos y biológicos para monitorear cambios que ocurren en el suelo Propiedad Relación con la condición y función del suelo Valores o unidades relevantes ecológicamente, comparaciones para la evaluación Textura Retención de agua y compuestos químicos; erosión del suelo % arena, limo y arcilla; perdida del sitio o posición del paisaje Profundidad del suelo, suelo superficial y raíces Estima la productividad potencial cm o m y la erosión. Infiltración y densidad aparente 3 Potencial de lavado; productividad y Minutos/2,5 cm de agua en g/cm erosividad Capacidad de retención de agua Relación con la retención de agua, transporte y erosividad; humedad aprovechable, textura y materia orgánica Físicas % (cm3/cm3), cm de humedad aprovechable/30cm; intensidad de precipitación Químicas Materia orgánica (N y C total) pH Conductividad eléctrica Define la fertilidad del suelo, estabilidad; erosión; potencial productivo kg de C o N ha-1 Define la actividad química y biológica, limita el crecimiento de las plantas y actividad microbiana Comparación entre los límites inferiores y superiores para la actividad vegetal microbiana Define la actividad vegetal de la planta y microbiana dSm-1, comparación entre los limites superiores e inferiores para la actividad vegetal y microbiana 29 P, N, y K extractables -1 Nutrientes disponibles para la planta, kg ha , niveles suficientes para el desarrollo de los cultivos perdida potencial de N; son indicadores de productividad y calidad ambiental Biológicas C y N de la biomasa microbiana Potencial microbiano catalítico y deposito para el C y N, cambios tempranos de los efectos del manejo sobre la materia orgánica Respiración, contenido de humedad y temperatura Mide la actividad microbiana; estima kg de C ha-1d-1 relativo a la actividad la actividad de la biomasa de la biomasa microbiana; perdida de C contra la entrada al reservorio de C. N potencialmente mineralizadle Productividad del suelo y suministro kg de N ha-1d-1 relativo al contenido de N de C y N total No de Lombrices Relacionado con la actividad microbiana Rendimiento del cultivo kg de C o N ha-1 relativo al C y N total o CO2 producidos Potencial del cultivo, disponibilidad de nutrientes. Fuente: ALBA, 2012 según BAUTISTA et al., 2004 Para desarrollar y mantener un sistema de suelo saludable, así como para tener estrategias específicas para el manejo del suelo, es importante entender algunas de las propiedades más importantes de los suelos y como afectan la respuesta del cultivo. 30 4.4.2.1 Indicadores Físicos Las características físicas del suelo son importantes para la evaluación de la calidad de este recurso debido a que no se pueden mejorar fácilmente. Las propiedades físicas que pueden ser utilizadas como indicadores de la calidad del suelo (Tabla 1) son aquellas que reflejan como el suelo acepta, retiene y transmite agua a las plantas, así como las limitaciones que pueden encontrar en el crecimiento de las raíces, la emergencia de las plántulas, la infiltración o el movimiento del agua dentro del perfil, y que además estén relacionadas en el arreglo de las partículas y los poros. Los mismos varían de acuerdo a las características predominantes del lugar y del manejo (BAUTISTA et al., 2004). 4.4.2.2 Indicadores Químicos Los indicadores químicos (Tabla 1) incluyen propiedades que afectan las relaciones sueloplanta, la calidad del agua, la capacidad amortiguadora del suelo, la disponibilidad de agua y nutrientes para las plantas y microorganismos. Doran y Parkin (1994) propusieron como indicadores el contenido de materia orgánica, o carbono y nitrógeno orgánico, el pH, la conductividad eléctrica y el N, P y K disponible. Los indicadores que reflejan estándares de fertilidad (pH, MO, N, P y K) son factores importantes en términos de producción de cultivos (BAUTISTA et al., 2004). 4.4.2.3 Indicadores Biológicos Las propiedades biológicas del suelo son muy dinámicas es decir son sensibles al estrés ambiental, y fáciles de medir, por lo que tienen la ventaja de dar señales tempranas de degradación o de mejoría de los suelos. Los indicadores biológicos (Tabla 1) integran diferentes factores que afectan la calidad del suelo (BAUTISTA et al., 2004). De forma general se refiere a la abundancia y subproductos de los organismos, incluidos bacterias, hongos, nematodos, lombrices, anélidos y artrópodos. Incluyen funciones como la tasa de respiración, ergosterol y otros subproductos de los hongos, tasas de descomposición de 31 los residuos vegetales, N y C de la biomasa microbiana. También se considera como indicador biológico el rendimiento de los cultivos (BAUTISTA et al., 2004). La agroecología visualiza las interacciones como algo derivado del impacto que los microorganismos tienen en su ambiente, Los organismos remueven sustancias, las alteran o añaden otras en las aéreas que ocupan, cambiando así las condiciones ambientales tanto para ellos mismos como para los otros organismos (GLIESSMAN, 2009). 1.2 Zonas semiáridas 1.2.1 Características de los valles de Bolivia La región de los valle cubre 15% del territorio boliviano, y tiene el 24 y el 35% de la población urbana y rural, respectivamente. Los valles tienen generalmente un clima mediterráneo, con lluvias concentradas en pocos meses y oscilando entre 200 y 600 mm, y han estado tradicionalmente dominados por pequeños propietarios («minifundistas»). Fuertes asociaciones de productores se han desarrollado desde la década de 1980, y ofrecen una variedad de servicios (información, insumos, comercialización de leche, entrenamiento y educación) a sus miembros. Se siembran varios cultivos, raíces, frutas, hortalizas y algunas forrajeras, y si el riego está disponible, es posible tener más de una estación de cultivo. Sin embargo, una intensiva utilización de la tierra en los establecimientos pequeños ha llevado a una erosión ampliamente difundida (VERA, 2001). 1.2.2 Degradación de suelo en las zonas semiáridas Según CYETD (2002) y la UNCCD (2009), la degradación de los suelos en las zonas semiáridas y áridas producida por variaciones climáticas y actividades humanas es un fenómeno de alcance mundial que afecta a 3.600 millones de ha. Y sus principales causas son: el sobrepastoreo, la agricultura en ladera, la deforestación, las quemas o incendios forestales y el establecimiento de industrias relacionadas con la producción agrícola, que afectan a más 250 millones de personas. 32 En estas zonas se incrementa la fragilidad ambiental como consecuencia del cambio climático, éste tiene efectos importantes en la variación de los patrones de lluvia y temperatura en la tierra, los cuales incidirán en el mediano y largo plazo de manera significativa en un incremento en las áreas afectadas por sequía y procesos de desertificación (Figura 1). Figura 1: Relaciones de causa y efecto asociados al fenómeno de la desertificación y sequia Fuente: UNCCD, 2009 De esa cuenta, para algunos autores los sistemas agroforestales se orientan a permitir actividades productivas en condiciones de alta fragilidad, con recursos naturales degradados, mediante una gestión económica eficiente, alterando al mínimo la estabilidad ecológica, lo cual contribuye a alcanzar la sostenibilidad de los sistemas de producción y, como consecuencia, mejorar el nivel de vida de la población rural (UNCCD, 2009). 33 1.3 Agroforestería 1.3.1 Definición agroforestería La agroforestería se considera como un manejo sostenible de la tierra que incrementa su rendimiento integral, combina la producción de cultivos (incluidos cultivos arbóreos) y plantas forestales y/o animales, simultánea o secuencialmente en la misma unidad de tierra (PALOMEQUE, 2009). Los sistemas agroforestales se fundamenta en principios y formas de cultivar la tierra basado en mecanismos variables y flexibles en concordancia con objetivos y planificaciones propuestos, permitiendo al agricultor diversificar la producción en sus fincas o terrenos, obteniendo en forma asociativa madera, leña, frutos, plantas medicinales, forrajes y otros productos agrícolas (PALOMEQUE, 2009). La combinación de especies debe considerar las posibilidades del lugar y las necesidades y deseos del productor, buscando el equilibrio natural y permitiendo la regeneración de las especies nativas del lugar (STADLER, 2010). Los tres principales componentes agroforestales, plantas leñosas perennes (árboles), cultivos agrícolas y animales (pastizales), definen las siguientes categorías (Figura 2), las cuales se basan en la naturaleza y la presencia de estos componentes: • Sistemas agrosilvícolas: consisten en alternar árboles y cultivos de temporadas (anuales o perennes). • Sistemas silvopastoriles: consisten en alternar árboles y pastizales para sostener la producción animal. • Sistemas agrosilvopastoriles: Consisten en alternar árboles, cultivos de temporada y pastizales para sostener la producción animal. 34 Figura 2: Clasificación de sistemas agroforestales en función de los componentes que los conforman Fuente: PALOMEQUE, 2009 1.3.2 Beneficios de la agroforestería Según Mendieta y Rocha (2007), la influencia de la asociación de especies presenta diversos beneficios en la ecología del lugar, a través de la creación de condiciones favorables para el crecimiento de otras especies, tanto plantas como también animales, hongos, y microorganismos. A continuación se citan éstos beneficios planteados: • Mejor utilización del espacio vertical y mayor aprovechamiento de la radiación solar entre los diferentes estratos vegetales del sistema. • Microclima más moderado (atenuación de temperaturas extremas, sombra, menor evapotranspiración y viento) • Mayor protección contra erosión por viento y agua (menos impacto erosivo de las gotas de lluvia y escorrentía superficial) • Mayor posibilidad de fijación de nitrógeno atmosférico mediante los árboles. • Mantener la estructura y fertilidad del suelo: aportes de materia orgánica, mayor actividad biológica, reducción de la acidez, mayor extracción de nutrientes de los horizontes profundos del suelo (principalmente en zonas secas). 35 • Ayuda a recuperar suelos degradados. • Hábitat y alimento para animales diseminadores y polinizadores (aves, insectos, etc.). • Permite obtener productos adicionales a través de la especie asociada: madera, frutos, leñas, hojarasca, forraje, etc. • Reducir la diseminación y daño por plagas y enfermedades. A pesar de la densidad por la diversidad de especies, no existe competencia entre las plantas, porque cada una tiene necesidades diferentes, además de alcanzar sus raíces diferentes profundidades. Las especies perennes, sobre todo aquellas que son resistentes a la sequía, con sus raíces pivotantes chupan el agua de profundidades para evaporar la humedad por sus hojas. Entonces, las especies perennes en una parcela agroforestal funcionan como bomba de nutrientes y agua (STADLER, 2010). 1.3.3 Desventajas de la agroforestería Por otro lado, según Palomeque (2009) se presentan las siguientes desventajas, cabe notar que son parámetros que pueden ser adecuados con el correcto diseño del sistema agroforestal, a través de la elección de especies compatibles para la asociación y el buen manejo del sistema. • Puede disminuir la producción de los cultivos principalmente cuando se utilizan demasiados árboles (competencia) y/o especies incompatibles. • Pérdida de nutrientes cuando la madera y otros productos forestales son cosechados y exportados fuera de la parcela. • Interceptación de parte de la lluvia, lo que reduce la cantidad de agua que llega al suelo. • Daños mecánicos eventuales a los cultivos asociados cuando se cosechan o se podan los árboles, o por caída de gotas de lluvia desde árboles altos. • Los árboles pueden obstaculizar la cosecha mecánica de los cultivos. • El microambiente puede favorecer algunas plagas y enfermedades. 36 1.4 Regeneración natural en sistemas agroforestales La regeneración natural se refiere a todas aquellas áreas o parcelas del productor donde la vegetación y el surgimiento de árboles se dan en forma natural sin reforestar. Evita la erosión y almacena humedad en las parcelas agrícolas además permite que las parcelas soporten periodos largos de sequía. La forma de manejo de los árboles que aparecen por germinación de semilla o por rebrote se conoce como regeneración natural. Esta práctica consiste en la asociación de árboles y de cultivo para la conservación de humedad en el suelo y favorecer el desarrollo de la siembra, especialmente en zonas secas de ladera donde se ha reducido la cobertura de árboles (MAMANI, 2009). La regeneración natural ayuda en gran manera a mantener fértil los suelos, es la naturaleza la quién siembra y durante el trabajo de deshierbe selectivo no se deben eliminar las especies arbóreas asociadas (Cf. CASTEDO 2007, cit. por MAMANI 2009). 1.5 Ventajas del uso de las especies nativas en agroforestería El uso de especies nativas en sistemas agroforestales tiene ventajas porque las especies ya están presentes, se conocen sus características y utilidades principales, además están adaptadas a las condiciones de la zona donde han coexistido con otros organismos y el ambiente y las semillas están disponibles, evitando mayores costos para el productor, quien a su vez en muchos casos valora los recursos que tiene a su alcance. Mediante una adecuada combinación de estas especies, se puede diversificar los componentes de los sistemas y disminuir los riesgos de pérdida total por ataque de plagas o enfermedades (VARGAS, 2000). La promoción de las especies nativas se considera a nivel internacional un gran potencial para la conservación de los recursos vegetales, a través del cultivo y uso de las mismas por los pobladores en sus lugares de origen (VARGAS, 2000). 37 1.6 Perspectiva de los árboles: su papel como herramienta para el manejo ambiental En un sistema agroforestal, los árboles son el componente más grande y dominante. Para poder evaluar la contribución potencial de los árboles en sistemas agroforestales ecológicamente sostenibles, hay que considerar primero atributos sobresalientes que deben tener los agroecosistemas para ser sostenibles (PALOMEQUE, 2009). 1.6.1 Efectos sobre niveles de sombra, temperatura y humedad El grado de modificación microclimática depende de la intensidad de sombra que producen los árboles y también de las condiciones climáticas en las cuales se encuentran (PALOMEQUE, 2009). 1.6.2 Efectos sobre enfermedades y malezas El grado de estos efectos depende de las condiciones ambientales como la temperatura, la humedad y las características del suelo. La alta humedad bajo los árboles ha sido relacionada con mayor incidencia de enfermedades. La incidencia de malezas puede ser manejada a través de la sombra y la hojarasca de los árboles asociados. La sombra reduce el crecimiento de malezas, particularmente de gramíneas, y la hojarasca forma una barrera física encima del suelo que dificulta la germinación de semillas de malezas (PALOMEQUE, 2009). 1.6.3 Efectos sobre la fertilidad del suelo Muchos efectos de los árboles a largo plazo se expresan a través de las propiedades del suelo. El mantenimiento de niveles altos de materia orgánica es uno de los factores principales, tanto en su rol de mantener la estructura del suelo, como por su importancia como fuente y sustrato de nutrientes (PALOMEQUE, 2009). 38 1.7 La agroforestería como alternativa en zonas secas La agroforestería en sus diferentes formas y categorías tiene una amplia aplicabilidad en las zonas secas y semiáridas. Por ejemplo, basta con conocer la vegetación nativa para identificar el potencial o usos de las especies ya sea maderables o de los estratos bajos; así como también identificar claramente las condiciones biofísicas en las cuales dichas especies habitan (UNCCD, 2009). Se entiende que estas zonas presentan agudos factores limitantes como escasez de agua y suelos agotados para la producción agrícola, pecuaria y forestal. Acá la agroforestería, como una opción sostenible de uso de la tierra, puede permitir al productor utilizar las fuentes de recursos a su alcance para optimizar su uso y adaptar las especies vegetales conforme sus necesidades; además, en algunas zonas existen especies forestales nativas de alto potencial para alimento, leña, fijación de nitrógeno, forraje para alimento, que son de uso doméstico por las familias asentadas en zonas secas (Cf. UNCCD, 2009). Asimismo, es muy común encontrar pasturas muy degradadas en zonas secas y semiáridas, donde el manejo del componente vegetal ha sido escaso y la carga de animales en muchos casos se pasa del límite permisible. En estos casos, se habla de pasturas degradadas, con suelos virtualmente agotados debido a su fragilidad y exceso pisoteo del ganado. Hay evidencias que indican que al intercalar componente arbóreo en las pasturas degradadas es posible la restauración de suelos; la introducción del componente arbóreo puede ser dentro de los pastizales o bien a la orilla de los cercos, convirtiendo estos sistemas a formas silvopastoriles de producción (UNCCD, 2009). 1.7.1 Mantenimiento de la productividad del suelo Una de las principales limitaciones para una producción agropecuaria sostenible en las zonas secas y semiáridas es el suelo, siendo sus mayores limitaciones de orden químico (deficiencias de fósforo, toxicidad del aluminio, bajos niveles de potasio, magnesio y otros) y de orden físico, entre los cuales se pueden mencionar la pedregosidad, problemas de drenaje y peligro 39 de inundación, alta erodabilidad y topografía escarpada. La erosión es uno de los problemas que más afecta la productividad de los suelos. Entre los factores que contribuyen a las pérdidas por erosión se consideran a los factores climáticos, topográficos, vegetación y suelo; siendo el objetivo principal de la conservación del suelo el del mantenimiento de la fertilidad del mismo (UNCCD, 2009). El control de la erosión del suelo se efectúa a través de prácticas agronómicas, prácticas de ingeniería y prácticas agroforestales; dentro de estas últimas se puede considerar: prácticas rotacionales, plantaciones de árboles sobre estructuras que controlen la erosión, sistemas silvopastoriles y recuperación de las tierras con árboles de múltiple uso. Los árboles y los arbustos pueden también ser empleados a través de arreglos apropiados de plantación y manejo como una manera efectiva para el control de la erosión. Por otro lado, el sistema radicular de los árboles intercepta, absorbe y recicla nutrientes en el suelo que, de otra manera, podrían perderse en el suelo a través de la lixiviación. Aquí se hace más cerrado el ciclo de nutrientes (UNCCD, 2009). Los microorganismos del suelo juegan un rol de primer orden, los cuales contribuyen en el reciclamiento de nutrientes en los sistemas agroforestales, por lo que en el establecimiento de sistemas agroforestales en suelos muy pobres, siempre es recomendable la utilización de algunos microorganismos, principalmente bacterias fijadoras de nitrógeno y de los hongos formadores de micorrizas. La interacción positiva entre las plantas y los microorganismos de la rizófora pueden mejorar la nutrición de las plantas (especialmente aumentando la fijación del nitrógeno), la tolerancia a limitaciones ambientales y control biológico de los patógenos, reduciendo de esta manera necesidad de fertilizantes y pesticidas (UNCCD, 2009). 1.7.2 Características deseables de las especies forestales para uso en agroforestería de zonas secas y semiáridas. De acuerdo con la UNCCD (2009), cuando se seleccionan las especies de árboles y arbustos para su uso en sistemas agroforestales en las zonas secas y semiáridas, debe dársele prioridad a aquellas especies autóctonas siempre y cuando las condiciones actuales del sitio en cuestión lo 40 permitan, así como a otras que se adapten a las mismas; para su selección, las especies a considerar deben tener características importantes que las hagan deseables, entre las cuales se pueden mencionar: • Que sean autóctonas ó adaptables a las condiciones de estudio. • Que sean fijadoras de nitrógeno. • Resistente a la sequía edáfica y a condiciones climáticas extremas. • Fácil recuperación después de la poda. • Sistema radicular bien desarrollado y profundo. • Crecimiento rápido y madurez temprana. • Usos múltiples. 1.8 La Tuna (Opuntia ficus-indica L.) 1.8.1 Características generales Planta suculenta y carnosa. El tallo y las ramas están constituidos por pencas o cladodios con apariencia de cojines ovoides y aplanados, unidos unos a otros, pudiendo en conjunto alcanzar hasta 5 m de altura y 4 m de diámetro (TRIPOD, s/a). La raíz es fibrosa y el sistema radicular extenso, pero poco profundas, penetrando con gran facilidad en las grietas y suelos más duros y pedregosos. Generalmente son gruesas, pero no suculentas, de tamaño y ancho variables y a menudo es proporcional al tamaño de la parte aérea. Tiene un desarrollo rápido, formando una red o malla que aprisiona el suelo evitando la erosión. No suelen presentar pelos absorbentes, cuando se encuentra en un medio edáfico con escasa humedad, mientras que en suelos húmedos si existe un abundante desarrollo de éstos (TRIPOD, s/a). El tallo, a diferencia de otras especies de cactáceas, está conformado por tronco y ramas aplanadas que posee cutícula gruesa de color verde de función fotosintética y de almacenamiento de agua en los tejidos (TRIPOD, s/a). 41 Las hojas caducas sólo se observan sobre tallos tiernos, cuando se produce la renovación de pencas, en cuyas axilas se hallan las aréolas de las cuales brotan las espinas, de aproximadamente 4 a 5 mm de longitud. Las hojas desaparecen cuando las pencas han alcanzado un grado de desarrollo y en cuyo lugar quedan las espinas (TRIPOD, s/a). Las flores son solitarias, localizadas en la parte superior de la penca, de 6 a 7 cm de longitud. Cada aréola produce por lo general una flor, aunque no en una misma época de floración, unas pueden brotar el primer año, otras el segundo y tercero. Las flores se abren a los 35 a 45 días de su brotación. Sus pétalos son de colores vivos: amarillo, anaranjado, rojo, rosa. Sépalos numerosos de color amarillo claro a rojizo o blanco (TRIPOD, s/a). El fruto es una baya poliesperma, carnosa, de forma ovoide esférica, sus dimensiones y coloración varían según la especie; presentan espinas finas y frágiles de 2 a 3 mm de longitud. Son comestibles, agradables y dulces (TRIPOD, s/a). 1.8.2 Fenología y reproducción La madurez de los frutos se inicia a los 4 a 5 meses de la brotación o floración. Se caracteriza por el cambio de coloración de la pulpa, madurando ésta antes que la cáscara. La época de cosecha en el Perú ocurre entre los meses de enero y abril (TRIPOD, s/a). 1.8.3 Distribución Habita en las zonas desérticas de EE.UU., México y América del Sur, en Perú y Bolivia. En Perú se encuentran en la región Andina, donde se desarrolla en forma espontánea y abundante. También se encuentra en la costa, en forma natural y bajo cultivo. Crece desde el nivel del mar hasta los 3.000 msnm (TRIPOD, s/a). 1.8.4 Relación con los sistemas agroforestales Es una especie muy usada en las prácticas agroforestales, asociado con cultivos con especies agrícolas y/o forrajeras, cercos vivos espinosos, barreras vivas para la retención de suelos, 42 protección de taludes contra la erosión y, en general, como parte de prácticas de protección de suelos (TRIPOD, s/a). 1.8.5 Ecología A continuación se describe los requerimientos ambientales de parte de la especie. La interacción de estos Factores tanto bióticos como abióticos representa la ecología de la especie. Tabla 2: Requerimientos ambientales de la tuna Factor Descripción Suelo Poco Fértil Profundidad Suelos superficiales Textura Suelos arenosos Drenaje Bueno Características químicas pH ------- Factores climáticos Temperatura 12 – 34 oC Precipitación promedio 400 a 800 mm Plagas y enfermedades Susceptibilidad a: - “Cercosporis”, causada por el hongo Cercospora sp. - “Mancha plateada”, ocasionada por el hongo Phytophtora sp. - “Roya”, producida por Aecidium sp. - “Yana pusu”, causada por Pseudomona sp. - “Erwinia”, ocasionada por Erwinia sp. Usos El fruto posee un valor nutritivo superior al de otras frutas en varios de sus componentes. La semilla es utilizada para elaboración de aceite; la cáscara empleada como forraje y el tallo son utilizados en la producción de gomas y encurtidos forrajes. Manejo Se lo utiliza para la agricultura en secano Características físicas Otros Fuente: Elaboración propia en base a (06/03/2013) <http://www.prodiversitas.bioetica.org/tuna.htm>, 43 1.9 Chacatea (Dodonea viscosa Jacq.) 1.9.1 Características generales Morfología. Especie de 3 – 4 metros de altura, tallo generalmente muy ramificado desde la base con un diámetro entre 10 – 15 cm. Corteza. Escamosa, color gris claro, con leves fisuras irregulares y entrelazadas, se desprende en escamas alargadas. Cubierta por líquenes. La corteza de las ramas es rojiza. Hoja. Alterna, de 5 – 12 cm de largo por 1- 2 cm de ancho, lámina de color verde claro, borde entero, resinosa y nervadura pronunciada. Flor. Reunida en inflorescencias axilares y terminales, es de color anaranjado amarillento. Fruto. Capsula ovoide, con 3 aletas verticales predominantes de color verde rojizo. Tiene varias semillas pequeñas, esféricas de color negro (VARGAS, 2000). 1.9.2 Distribución Amplia distribución geográfica en América tropical. Crece abundantemente en un rango altitudinal de 1400 – 2900 m. Es una especie pionera de ladera seca y subhúmeda desde el valle bajo hasta la cima de serranía de bosque nublado (VARGAS, 2000). Es una especie pionera, cual prefiere suelos fértiles y bien drenados, sin embargo tolera muy bien suelos degradados y erosionados, además es sumamente resistente a la sequía. Resiste también a vientos fuertes y tolera temperaturas hasta 5°C bajo cero (FAN, 2000). 1.9.3 Fenología y reproducción Especie que permanece con hojas durante todo el año. La floración tiene lugar de octubre a febrero y la fructificación de noviembre a mayo. Tiene alto porcentaje de germinación y crecimiento rápido. Su ciclo de vida es de 7 – 10 años (VARGAS, 2000). 44 1.9.4 Relación con los sistemas agroforestales En los sistemas de producción se la considera una especie importante en la protección de laderas pastoreadas, erosionadas o susceptibles de degradación, donde crece espontáneamente. Se la establece sobre cercos vivos y al borde de campos de cultivo para proteger del viento, mantener la humedad e incorporar carbono orgánico al suelo. Es cultivada para formar pequeñas barreras vivas en jardines, se mantienen podadas (VARGAS, 2000). 1.9.5 Ecología A continuación en la Tabla 3 se describe los requerimientos ambientales de parte de la chacatea. La interacción de estos Factores tanto bióticos como abióticos representa la ecología de la especie. Tabla 3: Requerimientos ambientales de la Chacatea Factor Descripción Suelo Fértil Profundidad Desde suelo someros (< 50 cm) a profundos, Textura Areno-arcillosas, arenosa y franca Drenaje Bueno Características químicas pH Neutro Biología Interacción con animales Sus flores melíferas atraen abejas Factores climáticos Temperatura media 17 oC Precipitación (media anual) 1.534 mm Clima Una especie demandante de luz, tolerante a las sequías, sombra, inundaciones, viento y heladas. Necesita una estación seca definida. Principales plagas y enfermedades No se han detectado plagas de importancia para esta especie Características físicas Otros Usos specie medicinal; útil como tutor para cultivos hortícolas y en el control de erosión: como cortina rompevientos y como restaurador de suelos. 45 Manejo Durante los primeros 2 años de haber establecido la plantación se recomienda realizar deshierbes en un radio de 20 cm alrededor de la cepa, por lo menos 1 vez al año, preferentemente una o dos semanas posterior al inicio de la temporada lluviosa. Fuente: Elaboración propia en base a <http://fichas.infojardin.com/arbustos/dodonaea-viscosadodonea.htm>, (06/03/2013) 1.10 Árbol del Molle (Schinus molle L.) 1.10.1 Características generales Morfología. Árbol de 4-10 m de altura; tronco de 20 - 25 cm de diámetro, solitario o ramificado desde la base; follaje siempre verde con ramas péndulas. Corteza escamosa, levemente agrietadas, tallo de color gris oscuro y ramas de color verde claro; savia clara y resinosa Hoja. Compuesta de 9 - 25 hojuelas, alterna, aproximadamente de 20cm de largo total, péndula. Las hojuelas son alargadas, de 2 - 3cm de largo por 3 - 5 mm de ancho. Flor. De color amarillo claro, reunida en inflorescencias colgantes axilares y otras veces terminales. Fruto. Esférico, menos de 0,5 cm de diámetro, color verde y luego rosado intenso cuando está maduro. Tiene una sola semilla de color café (VARGAS, 2000). 1.10.2 Distribución Originaria del Perú, ahora se cultiva en muchas partes del mundo. En Bolivia se encuentra en forma silvestre en regiones de La Paz, Cochabamba, Chuquisaca, Potosí y Tarija. También crece a lo largo de los ríos y quebradas (VARGAS, 2000). El Molle es oriundo de los valles interandinos, especialmente de las regiones áridas y semiáridas de las serranías y el bosque montano bajo. Crece desde el nivel del mar hasta los 3.500 msnm. Por su enraizamiento profundo es resistente a la sequía (STADLER, 2010). 46 1.10.3 Fenología y reproducción Florece desde fines de septiembre hasta diciembre y fructifica de diciembre a abril. La semilla madura está disponible de mayo a julio. No se pierden totalmente sus hojas en invierno, con excepción de las plantas que crecen en laderas secas y que se quedan sin hojas entre junio y septiembre. Resisten a los fríos, pero no a heladas prolongadas de invierno. Tiene buen porcentaje de germinación (70%) y crecimiento rápido en estadios juveniles (VARGAS, 2000). 1.10.4 Relación con los sistemas agroforestales Algunos agricultores los cultivan en cercos vivos al borde de potreros y como árbol disperso en campo de cultivo. Proporciona sombra, protege al suelo de la erosión, mantiene la humedad e incorpora abono orgánico. Es apropiado para programas de conservación de cuencas y aéreas degradadas (VARGAS, 2000). 1.10.5 Ecología A continuación se describe los requerimientos ambientales de parte de la especie. La interacción de estos Factores tanto bióticos como abióticos representa la ecología de la especie. 47 Tabla 4: Requerimientos ambientales del Molle Características físicas Factor Descripción Suelo Fértil Profundidad Suelos profundos Textura Drenaje Características químicas pH Las flores son visitadas por abejas melíferas Biología Interacción con animales Factores climáticos Otros Bueno Las hojas se emplean para evitar el ataque de plagas Temperatura media ---------- Precipitación (media anual) Es resistente a sequias Principales plagas y enfermedades --------- Usos Manejo En el alimento: Las semillas se usan como pimienta, Con la cubierta dulce de las semillas se prepara chicha y la leche de molle, La miel de frutos maduros. En la medicina casera: El Molle es usado como antirreumático, purgante, cefalálgico, cicatrizante, depurativo de la sangre y antiespasmódico. También combate malestares. En la artesanía las hojas y la corteza, insumo para teñir diversos tejidos. Como repelente Diversas utilidades de sus aceites esenciales. Como especie maderable Retoña de forma copiosa después de la poda. Fuente: Elaboración propia en base a STADLER, 2010 48 2. MARCO LEGAL 2.1 Leyes y normas en relación a sostenibilidad de la producción agrícola en zonas frágiles Se realizó un recopilación de leyes y normas actualmente vigentes en el país, que enfocan la necesidad de la sostenibilidad de la producción agropecuaria en zonas de alta fragilidad, así como la investigación científica que combinen sistemas productivos convencionales con nuevas técnicas de producción, los cuales se citan a continuación: • Según el TÍTULO II. POLÍTICAS, ESTRUCTURA INSTITUCIONAL Y PLANIFICACIÓN DE LA REVOLUCIÓN PRODUCTIVA de la Ley 144 de Revolución Productiva Comunitaria y Agropecuaria (2011), en el CAPÍTULO PRIMERO. POLÍTICAS DE LA REVOLUCIÓN PRODUCTIVA COMUNITARIA AGROPECUARIA. El Artículo 13. POLÍTICA DE FORTALECIMIENTO DE LA BASE PRODUCTIVA, estableces que: Tendrá como objeto fortalecer de manera integral la base productiva con énfasis en las prácticas locales y ancestrales de las comunidades para una gestión integral que optimice el uso y acceso al agua para riego desde una visión de manejo de cuencas que proteja el agua para la vida, la recuperación de la fertilidad del suelo mediante la reposición de cobertura vegetal, abonos orgánicos, terrazas y la conservación e incremento de la biodiversidad a través de la recuperación y crianza de semillas nativas y producción de semillas mejoradas y otras acciones que protejan la biodiversidad contra la biopiratería y la tendencia al monopolio de las transnacionales de semillas. Es decir que la base productiva deberá tener como objetivos la recuperación y conservación del suelo como de la biodiversidad, para mantener un equilibrio ecológico en los ecosistemas, que es justamente lo que se buscan con los sistemas 49 agroforestales. Siendo necesario el estudio de los mismos en zonas semiáridas como se llevo a cabo en la presente investigación. • Dentro del mismo artículo mencionado recalca “La gestión integral del suelo tendrá por objeto la recuperación de la cobertura vegetal del suelo en base a especies nativas e introducidas adaptadas, la disminución de la presión o carga animal mejorando la pradera nativa y el uso de especies forrajeras, el empleo de abonos orgánicos mediante el reciclaje de residuos orgánicos, sustitución y eliminación gradual de agroquímicos, prácticas ancestrales de conservación de suelos, terraceo, andenería, cercos, rotación de tierras, el mantenimiento de bosques y la biodiversidad, el aprovechamiento racional de los recursos forestales no maderables, agroforestería, fortalecimiento de la organización y gestión comunal para el uso de suelo en función de su vocación natural o aptitud de uso”. Así, con el presente estudio se pretende fomentar el uso de especies nativas perennes y adaptadas a las condiciones edafoclimáticas de la zona que tiene una influencia en el microclima del lugar, la fertilidad y biodiversidad del suelo. A través del uso de especies dentro de los sistemas agroforestales se puede realizar un buen manejo del suelo, a través del reciclaje de residuos orgánicos, mejor ciclaje de nutrientes en el suelo y mejor aprovechamiento del agua al trabajar con especies arbóreas y tener una permanente cobertura vegetal. • Por otro lado, se menciona en el Artículo 16. POLÍTICA DE FOMENTO A LA PRODUCCIÓN): Se fomentará un mejor y mayor rendimiento de la producción en el marco de la economía plural, a la producción tradicional, orgánica, ecológica, agropecuaria y forestal con destino al consumo interno que permita alcanzar la soberanía alimentaria así como la generación de excedentes, en el marco de los saberes, prácticas locales e innovación tecnológica en base a las formas de producción familiar, comunitaria, asociativa y cooperativa. 50 Es decir se tendrá como primordial tarea velar por la seguridad y soberanía alimentaria, necesario en nuestro caso ya que se trata de localidad pequeñas ubicadas en el municipio de Vinto, donde su economía esta primordialmente basada en la producción agrícola y se cuenta con altos índices de pobreza y migración actualmente, esto se lograra a través de sistemas de producción sostenibles, ya sean sistemas agrícolas ecológicos o agrobiológicos, como la implementación de los sistemas agroforestales donde se promueve el uso de cobertura vegetal, los métodos de riego son técnicas más efectivas, no se usa fertilizantes químicos, etc. • Complementando a esto tenemos que dentro de la LEY FORESTAL N° 1700 en el ARTICULO 2. Objetivos del desarrollo forestal sostenible: entre ellos se encuentra el de Proteger y rehabilitar las cuencas hidrográficas, prevenir y detener la erosión de la tierra y la degradación de los bosques, praderas, suelos y aguas, y promover la forestación y reforestación. Así como, Promover la investigación forestal y agroforestal, así; como su difusión al servicio de los procesos productivos, de conservación y protección de los recursos forestales. Finalmente, Fomentar el conocimiento y promover la formación de conciencia de la población nacional sobre el manejo responsable de las cuencas y sus recursos forestales. Entonces, al estimular la investigación agroforestal y la formación en la población, son pasos bastantes importantes para el impulso a los agricultores a realizar estas técnicas, dado los diversos beneficios que ofrecen. 51 3. 3.1 MARCO REFERENCIAL Municipio de Vinto El presente estudio se realizó en el Municipio de Vinto, cuarta sección de la Provincia Quillacollo, ubicada a 17 km de Cochabamba y a 4 km de Quillacollo. Vinto tiene cuatro distritos: Vinto o Central, Machajmarca, Anocaraire y Chujlla. El territorio del municipio se extiende desde el valle bajo 2537 msnm hacia la cordillera del Tunari a 5035 msnm. Tiene una superficie de 236 km2 en la que se ubican 43 comunidades. La base de la organización social son los sindicatos de agricultores y los comités vecinales (DESAPRENDER, 2008). Esta zona abarca tres pisos ecológicos: el valle, una zona de pie de monte y montañosa que corresponde a la cordillera del Tunari. La temperatura promedio anual es de 17,6 ºC, con una variación de 14,7 a 19,5 para la época seca (Abril – Octubre) y de 17,9 a 19,5 ºC para la época húmeda (Noviembre – Marzo) (SENAHMI 2005, cit. por QUIRÓZ et al., 2007). La precipitación pluvial de Vinto oscila entre 400 a 900 mm anual. En zonas con riego intensivo se producen hortalizas, mientras que en zonas de riego temporal, la actividad agrícola es complementada con la crianza de ganado bovino lechero. 3.1.1 Situación socioeconómica El 56% de la producción se destina a la comercialización, el 10% al trueque y el restante 34% al autoconsumo. Estas son consideradas economías de subsistencia, por lo tanto familiares. Dada la situación actual, se tiene limitaciones en el desarrollo económico por el paulatino minifundio de las parcelas con la consiguiente pérdida de sus zonas agrícolas y una urbanización caótica y acelerada. Del mismo modo existen zonas de erosión, además de la degradación de tierras por falta de riego tienden a desertizarse. Incrementando las migraciones y situación de pobreza de los pobladores. 52 3.1.2 Problemas medioambientales Dado que Vinto es una zona principalmente agrícola y las economías familiares de dependen en su mayoría de las actividades agropecuarias, es importante notar las limitaciones que se tienen en cuanto al comportamiento de producción que se da en la zona. Por un lado, la tala indiscriminada de árboles en todo el valle de Cochabamba, como en el propio Vinto, caracterizada antiguamente por su abundante y variada riqueza forestal, ha modificado bastante la climatología regional, especialmente en el promedio de las precipitaciones pluviales, causando problemas en el acceso al agua para el riego. Además, los factores ambientales, como la erosión y perdida de la fertilidad de los suelos, la degradación de las praderas naturales y bosques, la perdida de la diversidad biológica y la erosión genérica, aceleran el avance de la desertización, constituyendo entre otros los principales problemas ecológicos de la jurisdicción de Vinto, los cuales están estrechamente relacionados a la pobreza rural y al incremento de las migraciones, lo que evidencia un circulo vicioso entre el empobrecimiento y la degradación de los recursos naturales. 3.1.3 Plan de desarrollo sostenible De acuerdo al PDM (Plan de Desarrollo Municipal) del 2002 del Municipio de Vinto, tras las limitaciones observadas en cuanto a las limitaciones encontradas en el desarrollo económico, degradación de los suelos y medio ambiente se tiene distintos objetivos planteados, entre ellos: • Cambiar los actuales patrones de explotación de los recursos naturales por esquemas de uso sostenible que permitan aprovechar racionalmente las potencialidades de la diversidad biológica. Esta forma de uso sostenible buscara por un lado, mantener los procesos ecológicos del que dependen la vida humana y de los demás seres vivos y , por otro, preservar el patrimonio genético mediante la protección de especies nativas, cultivadas y domesticas. • Buscar rendimientos sostenibles mejorados de los recursos forestales y garantizar los ecosistemas, la biodiversidad y el medio ambiente. 53 • Promover la investigacion forestal y agroforestal • En el Subprograma : promoción de la Agricultura Ecológica. El sistemas de produccion ecológico debe desarrollarse en armonia con el medio ambiente, conservando la mayor diversidad de flora como de fauna, priorizando el manejo sostenible de los recursos naturales: suelo, agua y vegetacion, de acuerdo con lo establecido en la Ley No. 1333 de Medio Ambiente. 3.2 Localidad de Combuyo La cuarta seccion municipal de Vinto, Anocaraire cuenta como poblado principal con: Pairumani, Kaspicancha, Combuyo, Isacaipata, Potrero, Palca, Pampa, Buena Vista, Falsuri e Illataco. Dentro de su ambito territorial se encuentran las Quebradas del Ermitaño y de Isacaypata. Cuenta con 3186 habitantes resultando ser un 11.25 % del Municipio de Vinto (PDM, 1998-2002). La principal actividad del 69.71% de los habitantes de la cuarta sección Municipal de Vinto, es tradicionalmente ocupada por la explotación agrícola de hortalizas o legumbres, tubérculos, cereales, frutales (cerezo, pacay, chirimoya, granadilla, tumbo, granada, guayaba, palta, tuna, lima, toronja, frutilla, fresa, flores), plantas forrajeras, forestales y otros (eucalipto, algarrobo, Chilijchi, pinos, molle, álamo, jarka). Las actividades agrícolas en este municipio en general se caracterizan por la aplicación de las técnicas de la agricultura convencional y orgánica como: la utilización de insumos externos (fertilizantes químicos sintéticos), plaguicidas (insecticidas, fungicidas, herbicidas, etc.), asa también se da la incorporación de abonos orgánicos (gallinaza, estiércol de vaca y oveja), practican la asociación y rotación de cultivos, y su sistema de labranza es mecanizada (tractor) y con tracción animal (yuntas) (QUIRÓZ et Al., 2007). Por su parte, la localidad de Combuyo se encuentra en la cabecera del valle al pie de la Cordillera Tunari. El sindicato agrario de Combuyo está compuesto por una población total de 54 161 familias, compuesto por 894 personas. Además se estima que cuenta con una superficie total comunal de 140 Ha, y una superficie promedio familiar de 5 Has. Figura 3. Producción agropecuaria en la localidad de Combuyo Labranza del suelo Producción de cereales, flores, legumbres y ganadería (mínima) 3.3 Ubicación (propiedad Mollesjneta) El predio está ubicado en el Valle de Cochabamba, Provincia de Quillacollo, Municipio de Vinto, encima del canal de riego de la comunidad de Combuyo (cantón Anocaraire), en la 55 ladera de la Cordillera del Tunari (Figura 4) a una altura promedia de 2.700 m.s.n.m. (GPS: Limite al noroeste 17°21,2274’ + 66°21,0839’, limite al nordeste 17°21,1085 + 66°20,8782’, limite al suroeste 17°21,4490’ + 66°20,8154’, limite al sureste 17°21,3452’ + 66°20,7529’). El clima es semiárido con precipitaciones anuales de 400 a 700 mm y una temperatura media anual de 18 °C. El terreno es muy pedregoso y anteriormente, por la carga de ganado de pastoreo, el suelo había sido sumamente degradado y erosionado, mostrando cárcavas y deslizamientos (STADLER, 2010). Figura 4: Ubicación de la Propiedad Mollesnejta Fuente: https://maps.google.com/, (19/09/13) En la Figura 4, se puede observar la Localidad de Combuyo identificado con el marcador rojo, y la ubicación de la propiedad de Mollesnejta identificado con el marcador azul. 3.4 Vegetación del predio Hasta el momento fueron plantados en una superficie de 13 hectáreas una cantidad de 30.000 plantines (una planta por 4,3 m2), de ellos 15.000 comprados y unos 15.000 de producción propia. Mejorándose el suelo paulatinamente, la regeneración natural cada año aumenta en la 56 cantidad y en la variedad de especies. En el predio se pueden encontrar 240 diferentes especies identificadas y unas 50 especies nativas aún no denominadas. Del total de las especies 65 son de regeneración natural, una gran parte de éstas medicinales (STADLER, 2010) Figura 5. Propiedad Mollesnejta en los años 2006 y 2012 Fuente: Google Earth, 2013 3.5 Estudios pasados realizados en la parcela El año 2012 se realizó una investigación por Erika Alba Gamboa, que tuvo como objetivo general evaluar el estado actual del suelo en relación a sus propiedades físicas, químicas y biológicas en tres sistemas de manejo (agrobiológico, agroforestal y local). Entonces se tomó la 57 propiedad Mollesnejta como el sistema agroforestal, y para el agrobiológico y local parcelas ubicadas en los alrededores de la Granja Modelo Pairumani. Se pudo observar que los sistemas agroforestales a diferencias de los otros no presentan signos de erosión por su permanente cobertura vegetal. Respecto a los resultados, los indicadores del suelo como textura, densidad aparente, porosidad, infiltración, materia orgánica, potasio, nitrógeno total y fósforo disponible son adecuados en los suelos de los tres sistemas productivos. En el caso de los indicadores físicos no existieron diferencias estadísticamente significativas entre estos sistemas, lo contrario sucedió con los indicadores químicos, resultando más favorables ya sea para los sistemas agroforestales y/o agrobiológicos. Así como también en promedio los sistemas agroforestales presentan mayor número de bacterias y hongos que el sistema agrobiológico y local. 58 4. METODOLOGÍA 4.1 Selección de especies Para la selección de especies se realizaron reuniones con la Dr. Noemí Stadler Kaulich (administradora de la Propiedad Mollesnejta), el Mgr. Mauricio Azero, el Ing. Johannes Brunner y mi persona. A través de las cuales se definió trabajar con tres especies de plantas: Opuntia ficus-indica L. (tunal), Dodonea viscosa Jacq. (chacatea) y Schinus molle L. (molle), de las cuales solamente las tunas fueron plantadas. Se decidió evaluar el papel potencial que tienen estas especies sobre las propiedades del suelo, principalmente por observaciones realizadas por la Dr. Noemí Stadler Kaulich dentro de la propiedad, percibiendo el mejor desarrollo de otras plantas cuando se encuentran a distancias cercanas tanto de las plantas de tuna, chacatea y el árbol del molle. Entonces, se especuló que estas tres especies crean mejores condiciones de desarrollo para otras plantas o organismos, gracias a características propias de cada una, tales como: la capacidad de retención de agua que presenta la tuna permitiéndole una retención de humedad en el suelo, el crecimiento radicular de árbol de molle que le permite extraer nutrientes, almacenar agua y mejorar la estructura del suelo; así como, el continuo aporte de materia orgánica y protección del viento, propiedades que también presenta la chacatea. Por otra lado, para promover la utilización de sistemas agroforestales en zonas semiáridas se requiere información concreta y confiable de especies potenciales en el diseño de los SAF’s. Así, al estudiar estas tres especies se buscó apreciar las cualidades de dos especies nativas, y evaluar el potencial de una especie no nativa, pero adaptada a zonas semiáridas. Una vez seleccionadas las especies, se realizaron recorridos en dentro de la propiedad buscando que las repeticiones de cada especie sean aproximadamente de la misma edad y no presenten interferencias significativas (otros árboles y/o arbustos en el radio de estudio que podrían intervenir en los resultados), para poder llevar a cabo la investigación. 59 4.2 Diagrama metodológico Figura 6. Diagrama del flujo metodológico FASE I Descripción del entorno Selección de indicadores FASE II Evaluación de las propiedades del suelo Análisis cuantitativo Análisis cualitativo Análisis de propiedades en el laboratorio Mediciones en el campo Humedad y temperatura Cromatografía M.O. Nt y P d Estudio de la microfauna Agua del suelo pH Respiración del suelo FASE III Análisis de las medias y de varianza multivariado Análisis de Componentes Principales (ACP) 60 4.3 FASE I – Descripción y caracterización de las parcelas de estudio 4.3.1 Caracterización del sitio Es importante obtener tanta información sobre el sitio y los suelos como sea posible. Los indicadores de la calidad del suelo deben ser evaluados dentro del contexto de las características del sitio, y climáticas (USDA, 1999). Así, según la USDA (1999), los aspectos que deben ser considerados cuando se realiza una estimación de calidad del suelo a campo son los siguientes: 1. Historia de manejo: este ítem incluyó una descripción del manejo pasado y presente de tierras y cultivos; tipo de fertilización, riego, etc. 2. Pendiente y aspectos topográficos del predio: Se registró el porcentaje de la pendiente en los sitios de muestreo dentro del lote, y se menciona lomas, elevaciones, depresiones, pozos etc. 3. Información climática: Se recopiló información respecto a las precipitaciones y temperaturas promedio de la zona. 4. Locación del lote y de las áreas de muestreo: Incluyó la longitud y latitud, una indicación sobre la ubicación (metros de distancia desde un sitio de referencia), y un dibujo del predio mostrando las áreas de muestreo. Se recolectó tal información para la descripción de las parcelas a través de la planilla detallada en el (Anexo 1), hay que tomar en cuenta que se tiene tres parcelas con distintas características: la parcela en que se encuentran las plantas de tuna (P1), la parcela donde se encuentran las plantas de chacatea (P2) y las parcelas en las que se encuentran el árbol del molle (P3). Entonces, para recabar la información pertinente al historial de manejo se realizaran entrevistas a la encargada de la propiedad, la Dr. Noemí Stadler junto con responsables del manejo de las parcelas. Así también, se realizó una recopilación documental de las parcelas que tengan registradas su historial de manejo. La descripción del manejo incluyó, año de 61 instalación de la parcela, uso de compost, residuos de cobertura, uso de pesticidas o fertilizantes químicos y el tipo de riego. Para la descripción de la pendiente y aspectos topográficos (orientación, tamaño y topografía de la parcela) de las tres parcelas se realizó una observación directa y se utilizó el clinómetro como instrumento para medir la pendiente de cada parcela. Por otro lado, la información climática fue recolectada a través de datos del condado, tomando en cuenta los meses en que se realizarán las mediciones, siendo estos los meses de junio, septiembre y diciembre, dado que se presenta una variabilidad climática en estos momentos. Y por último la localización del lote y de las aéreas de muestreo fueron realizadas con un instrumento especializado para medir las coordenadas geográficas, el GPS (Global Positioning System), las cuales se presentan posteriormente en gráficos en los que se hallan representados la localización de las tres parcelas dentro de la propiedad, así como las cinco muestras de cada uno de las tres especies con las que se trabajó. 4.3.2 Selección de indicadores Para seleccionar los indicadores físicos, químicos y biológicos se tomaron criterios específicos: • Que sean sensibles a cambios de degradación o recuperación del suelo. • Que sean sensibles a cambios en el manejo. • Que sea posible su medición dadas las condiciones extremadamente pedregosas del terreno (principalmente las mediciones en campo). Para este propósito se realizaron entrevistas a especialistas y consultas en la literatura técnica. Por lo que, en el presente estudio se evaluó la calidad del suelo a través de valores medidos con los de una condición de referencia, con el propósito de evaluar el papel potencial de la planta de tuna, la chacatea y el árbol del molle sobre las propiedades edáficas. Se tomaron factores que sean sensibles al efecto de la implementación de especies arbóreas y/o arbustivas, tomando en cuenta el crecimiento de las raíces, la sombra proporcionada, la protección contra 62 la lluvia y el viento, el aporte de materia orgánica, la retención de humedad en el suelo, etc. Los indicadores seleccionados para sus análisis fueron: humedad, temperatura del suelo, materia orgánica total, pH, contenido de nitrógeno, contenido de fósforo y la actividad microbiana del suelo. 4.4 FASE II – Evaluación de las propiedades del suelo 4.4.1 Evaluación de las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo Para evaluar los parámetros e indicadores de la calidad del suelo seleccionados, se realizaron cortes radiales, que nos permitan estudiar el gradiente de las propiedades edáficas del suelo a partir del eje central, es decir desde cada una de las tres especies: tuna, chacatea y molle. Entonces se decidió hacer tres mediciones, uno en el eje central y otros dos a 1 m y a 2 m de los árboles de molle y de la chacatea, y a 0,5 y 1 m de las plantas de tuna, esto en función al tamaño de las mismas. En cuanto a la profundidad, se evaluó el horizonte A para los parámetros fisicoquímicos y biológicos del suelo seleccionados, ya que el horizonte A es la capa superficial mineral donde se acumula la materia orgánica, además de proporcionar el mejor entorno para el crecimiento de las raíces de las plantas, los microorganismos y otro tipo de vida (PLASTER, 2000). Mientras que las mediciones en el campo, la humedad y temperatura fueron evaluadas alrededor de los 20 – 30 cm de la superficie del suelo. Resultó restrictivo hacer mediciones para los otros indicadores, a mayores profundidades por la pedregosidad del terreno, la profundidad del suelo y los recursos disponibles. 4.4.2 Toma de muestras La toma de muestras para poder realizar el análisis de las propiedades físicas, químicas y biológicas de los suelos seleccionadas, tales como el contenido de agua en el suelo a través de la Capacidad de Campo (CC) y el Punto de Marchitez Permanente (PMP), la textura, el pH, la 63 Materia Orgánica total (M.O.), el Nitrógeno total (Nt), el Fosforo disponible (Pd), la tasa de respiración del suelo y el estudio de la microfauna del suelo. Como se mencionó el objetivo es analizar el gradiente de las propiedades del suelo en función a especies perennes, por lo que para realizar el muestreo se realizaran de forma radial en función a la planta. A excepción de la textura y el agua del suelo (CC y PMP), ya que para este parámetro no variará para las parcelas, al tratarse de zonas homogéneas. Así, como se mencionó tenemos tres parcelas: P1 (parcelas de las tunas), P2 (parcela de las chacateas) y P3 (parcela de los molles), donde se obtuvo entre 5 y 6 submuestras de cada parcela, para luego formar muestras compuestas. La determinación de la textura de las parcelas nos ayudará en el análisis e interpretación de ciertos parámetros. 4.4.2.1 Zonas de muestreo Dado que se estableció trabajar en un espacio radial a distintas distancias proporcionales, con respecto al molle y la chacatea se realizará tres mediciones a los 0, 1 y 2 metros de distancia; y a 0, 0,5 y 1 metros de distancia de la planta de tuna, respectivamente. En todo caso, en general para la toma de muestras en especies perennes es recomendable dividir el área de muestreo como se ilustra en la Figura 8, según (CORPOICA, s/a). En la cual se puede distinguir: • El eje central de color verde, que vendrían a ser cada una de las tres especies seleccionadas, donde se tiene una unidad de muestreo. • Cuatro unidades de muestreo de color rojo, estas fueron mezcladas en una muestra compuesta. • Cuatro unidades de muestreo de color azul, a una mayor distancia proporcional a la anterior, que fueron mezcladas en una muestra compuesta. De esta manera, se tiene tres muestras para cada especie, cada una compuesta por 4 submuestras, de modo que nos será posible evaluar las propiedades del suelo de manera radial a distintas distancias en función de tres especies perennes. Por otro lado, para testigo se obtuvo cuatro muestras, en el eje central (0) y a 0,5, 1 y 2 metros de distancia, con el objetivo de tener 64 una condición de referencia de las propiedades del suelo sin la influencia de una especies plantada. Figura 7. Recolección de submuestras de manera radial en función de especies perennes Fuente: Elaboración propia (Escala 2:100) 65 Figura 8. Recolección de muestras de manera radial en función de la tuna Fuente: Propia (2013) Figura 9. Recolección de muestras de manera radial en función del molle Fuente: Propia (2013) 66 Figura 10. Profundidad de muestreo Fuente: Propia (2013) Sin embargo, como se mencionó para el análisis de la textura, CC y el PMP, el muestro se hizó de forma distinta, es decir que se tomó entre 5 a 6 submuestras de cada parcela: P1, P2 y P3, realizando la toma de submuestras en forma zigzagueante o sinuosa, dentro del perfil A del suelo, para cada una de la parcelas en las que se encuentran distribuidas plantas de tuna, chacatea y molle como se muestra en la Figura 11. Figura 11. Recolección de submuestras en cada parcela para la evaluación de la textura Fuente: Google Earth, 2013 67 4.4.2.2 Obtención de las muestras Para la obtención de la submuestras se utilizó una pala pequeña, un balde limpio de plástico para recolectar y mezclar submuestras y bolsas plásticas para empacar las muestras (Figura 12). Hay que verificar que los materiales y herramientas utilizadas en el muestreo se encuentren limpios y libres de contaminantes que afecten la muestra tomada. Figura 12: Mezcla de suelo y depósito de la muestra en bolsa plástica. Fuente: CORPOICA, s/a Después de colocar la muestra compuesta a la bolsa, se colocó su respectiva ficha de identificación, con los siguientes datos de: fecha, responsable, número de muestra, especie profundidad de muestreo y lugar. Posteriormente fueron llevadas al laboratorio y analizadas. Con las recolecciones de las muestras también se llevó a cabo la cromatografía del suelo. 4.4.3 4.4.3.1 Análisis de indicadores en laboratorio Propiedades físicas y químicas Una vez transportadas las muestras al laboratorio, lo más pronto posible, se evaluaron los indicadores anteriormente seleccionados de las propiedades del suelo, a través de métodos estandarizados. El análisis se realizó únicamente una vez durante el desarrollo de la investigación para las propiedades químicas y físicas del suelo, ya que son indicadores que no presentarán cambios significativos en los suelos durante este período. 68 Por un lado, el análisis de la densidad aparente, el pH, la materia orgánica activa y la tasa de respiración del suelo, se llevaron a cabo en los laboratorios de la Universidad Católica Boliviana “San Pablo” a través de métodos estandarizados, ya que se cuenta con la disponibilidad de recursos. Justamente, se realizó la medición del pH con ayuda del pH-metro, siguiendo el método descrito en el Anexo 2; además de la determinación de la materia orgánica total través del método de ignición (combustión seca) descrito en el Anexo 3. Sin embargo, la evaluación del agua del suelo (CC y PMP), la textura, el Nt, Pd fueron llevados al laboratorio de Suelos y Aguas, ubicado en el departamento de Cochabamba en la Facultad de Ciencias Agrícolas, Pecuarias, Forestales y Veterinarias de la Universidad Mayor de San Simón, los cuales fueron analizados según el método utilizado en tal laboratorio (Tabla 5). Para la interpretación de los resultados de estos indicadores del suelo, se acudió a los valores referenciales proporcionado por el laboratorio (Anexo 7). Tabla 5. Indicadores y método de análisis de las propiedades químicas del suelo Indicador Propiedades Método Institución Nt Kjeldahl FCAPFV (UMSS) Pd Colorimetría FCAPFyV (UMSS) M.O. Combustión húmeda UCB pH Lectura con pH-metro UCB CC Olla de presión, Químicas FCAPFyV (UMSS) plato poroso de 0,33 bar Propiedades físicas PMP Membrana de presión, FCAPFyV (UMSS) plato poroso de 15 bar Textura Hidrómetro (Bouyoucos) FCAPFV (UMSS) Humedad Sensor de humedad Medición en campo Temperatura Sensor de humedad Medición en campo 69 Propiedades Respiración biológicas microbiana Respiración basal según el método descrito por Alef y Nannipieri (1995) UCB Fuente: Elaboración propia 4.4.3.2 Propiedades biológicas Este indicador a diferencia de los otros, fue evaluado tres veces durante la investigación, ya que la actividad microbiana resulta severamente afectada por varios factores, principalmente la variabilidad climática y el manejo; durante la época de sequía, los microorganismos están sujetos al estrés hídrico, lo cual afecta el metabolismo celular (COYNE, 2000); y además repercute directamente sobre el reciclaje de la materia orgánica en suelo (SPARLING y WEST, 1989). Entonces las mediciones se realizaron en los meses de junio (invierno: después de las lluvias), septiembre (primavera, época seca) y diciembre (verano, inicio de las lluvias). Por tanto, de la misma forma la recolecta de muestras para evaluar este indicador se realizo tres veces, y luego se llevaron a los laboratorios de la UCB para su respectivo análisis. 4.4.3.2.1 Respiración microbiana del suelo A través de este parámetro es posible estimar el contenido de materia orgánica en el suelo como a su vez la actividad biológica. La respiración basal se determinó según el método descrito por Alef y Nannipieri (1995); en el que las muestras de suelo a humedad de campo y cernidas (<2 mm) fueron preacondicionadas a temperatura del laboratorio para lograr su estabilización. Posteriormente se debe colocó 20 g de suelo en recipientes de 250 ml de capacidad, este frasco se lo convirtió en un “respirómetro”. Dentro del recipiente, encima de la muestra de suelo se puso un recipiente abierto, donde se colocó 20ml de NaOH (0.05M). Posteriormente se selló herméticamente con cinta teflón, se etiquetaron e incubaron por 6 días a 25 ºC. Seguidamente el CO2 liberado atrapado en la solución de NaOH (0.01N), se le añadió 5ml de BaCl2 y entre 2 a 4 gotas de indicador fenolftaleína. Una vez la solución estuvo de color rosa 70 se tituló con una solución de HCl al 0.05M hasta que la solución quedará incolora, se anotó el volumen gastado de HCl. La respiración microbiana se midió en la cantidad de CO2 que reacciona con el NaOH, a través de la siguiente ecuación: 𝑡𝑡 𝐶𝐶𝐶𝐶2 ℎ𝑎𝑎−1 𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑−1 = 0.5 ∗ � VNaOH: Volumen inicial de NaOH en ml 𝑉𝑉𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁 ∗ 𝐶𝐶𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁 𝑉𝑉𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻 ∗ 𝐶𝐶𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻 − � 1000 1000 CNaOH: Molaridad del NaOH VHCl: Volumen de HCl usado en titulación CHCl: Concentración molar de HCl usado en titulación 71 Figura 13. Pasos de la respiración microbiana Cajas petri antes de incubar funcionan como “respirómetro” Incubación por 6 días a 25 oC Después del periodo de incubación 72 4.4.3.2.2 Biodiversidad del suelo La biodiversidad del suelo refleja la variabilidad de organismos vivos, responsables en mayor o menor grado, para la realización de las funciones vitales en el suelo. Estos diversos organismos interactúan uno con el otro y con las diversas plantas y animales en el ecosistema de la formación de una red compleja de la actividad biológica (Cf. FAO, s/a). Según la FAO, Se pueden diferenciar en las siguientes categorías según el tamaño que presentan: • Microorganismos (<0,1 mm de diámetro). Incluyen: algas, bacterias, cianobacterias, hongos, levaduras, mixomicetos y actinomicetos que son capaces de descomponer casi cualquier material natural existente. • Microfauna (<0,1 mm de diámetro). Incluye: entre otras cosas pequeñas colémbolos y ácaros, nematodos y protozoos. Ellos son importantes para liberar nutrientes inmovilizados por los microorganismos del suelo. • Mesofauna (0,1-2 mm de diámetro), incluye principalmente microartrópodos, como pseudoscorpions, colémbolos, ácaros y los Enquitreidos de gusano. • Macrofauna (generalmente> 2 mm de diámetro). Entre los invertebrados (caracoles, lombrices y artrópodos del suelo) En función a esto, se decidió estudiar la microfauna del suelo, y por otro lado se recomienda estudiar las lombrices según “La guía para la calidad y evaluación del suelo” de la USDA (2000), sin embargo por estudios anteriores se sabe que dentro de estas parcelas agroforestales no se tiene la presencia de lombrices o por lo menos es demasiado baja (ALBA, 2012). Para el estudio tanto de la microfauna suelos (este se lleva a cabo in situ) generalmente se aplica el método de embudos de Berlesse, con el cual se aísla ácaros, colémbolos y nematodos. Este método consiste en pesar 100 g de muestra, colocar en los embudos de Berlesse, los cuales están iluminado con focos de 60 watts por un periodo de 48 horas. Debajo de cada embudo se coloca un vaso con 30 ml de alcohol al 70% para capturar la microfauna presente, para su posterior identificación (hasta nivel de familia) y conteo en el estereoscopio. Sin 73 embargo se cuenta con terrenos extremadamente pedregosos y se encontrarían una minina cantidad y diversidad de organismos, por lo que en su lugar lo que se presenta en los resultados es la identificación de organismos colectados durante el muestreo. 4.4.4 Mediciones in situ La evaluación de estos parámetros se llevó a cabo a través de instrumentos especializados que permiten la lectura del parámetro requerido. 4.4.4.1 Humedad y Temperatura La medición de estos parámetros se realizó dos veces, en los meses de septiembre y diciembre, con el objetivo de evaluar la variabilidad en distintos momentos por efecto climáticos, pero pueden ser matizados por cuidados de manejo en el terreno. Este control se llevo a cabo, con ayuda un sensor que emplea la resistencia eléctrica para medir el estado de humedad del suelo a diferentes profundidades. Se utilizo el equipo AQUATERR EC 300 Digital (Figura 14), un instrumento portátil que nos ayuda a determinar el porcentaje de humedad del suelo y la temperatura del mismo. El primer paso a llevar a cabo antes de la lectura es la calibración del instrumento, esto se lo realiza con el agua de riego del lugar. Luego de haber realizado la calibración, para la evaluación simplemente se debe introducir el sensor en el suelo a las profundidades deseadas. En nuestro caso, se introdujo antes una varilla de metal dado que se trata de terrenos pedregosos y relativamente compactados, de tal manera que no se dañe el equipo; la profundidad de muestreo fue de 20 – 30 cm, tomando en cuenta de limpiar la sonda después de cada prueba. También hay que asegurarse que el sensor este en contacto con la superficie del suelo. Para la lectura en el campo se utilizó planillas donde se registró la profundidad de medición, la distancia en referencia a las tres especies perennes a evaluar, las fechas de medición y los resultados del sensor de humedad que nos darán en porcentaje de capacidad de campo del suelo (% CC), esta se refiere a la cantidad relativamente constante de agua que contiene un suelo saturado después de 48 horas de drenaje, la capacidad de campo depende 74 fundamentalmente de la textura, cantidad de materia orgánica y grado de compactación del suelo (FAO, s/a) . De esta manera se estimó un gradiente del suelo en función a la tuna, la chacatea y el molle en función de la distancia, que va depender principalmente de las variaciones climáticas estacionales durante el año y del manejo. Figura 14. Medición de la humedad y temperatura del suelo con un sensor 4.5 Análisis cualitativo de la calidad del suelo La cromatografía en papel circular o “prueba del croma”, es una técnica cualitativa que ofrece una descripción general de la actividad y dirección biológica del suelo, puede ser realizada en cualquier lugar a bajo costo y de forma rápida. La prueba del croma proporciona una idea visual de la salud del suelo/composta en el momento en que se procesa la muestra (INNOVACK NEWS, 2009). La cromatografía es una mancha analítica de los elemento de la tabla periódica. Un suelo que entrega una cromatografía de color crema o amarillo en el centro nos indica que es un buen suelo, no compactado, de buena aireación, buena estructura y una alta reserva de materia orgánica, lo contrario lo entregan tonalidades oscuras, la tabla 6 nos indica los colores que nos ayuda a determinar si la calidad del suelo es buena o mala (SCRIBD, 2010). 75 Tabla 6: Colores de cromatografía del suelo Buena calidad Amarillo – crema Oro Verdoso Naranja Rojizo Mala calidad Negro Ceniza Lila (morado) Azul Café oscuro Fuente: ALBA 2012, según SCRIBD 2010 Los cromas se interpretaron por la forma y color de las zonas central, transicional y periférica, asimismo se analizaron las formas tales como suave, dentado o irregular, extremos con muchos dientes indican buen suelo en relación con la entrega de nutrientes a las plantas (INNOVACK NEWS 2009), cada una de estas zonas proporciona diferente información. Según Innovack News (2009) para interpretar las imágenes de la cromatografía se debe considerar los siguientes puntos: − Número, ancho y color de las diferentes zonas formadas, así como la regularidad o irregularidad de su forma. − Formación de anillos entre la zona intermedia y la zona externa. − Color de las zonas. − Forma de la terminación de las radiaciones (terminación en punta), número y color. Por ejemplo, las radiaciones color violeta en la zona intermedia son indicadores del proceso de mineralización. Para el análisis de la calidad del suelo, se siguió el método de la Cromatografía de suelo según Voitl y Guggenberger (1986), el cual esta descrito paso a paso en el (Anexo 4). Este se lo llevo a cabo dentro de los laboratorios de la Universidad Católica Boliviana “San Pablo”. Una vez que se obtuvieron las cromatogramas de las repeticiones de las plantas de tuna, chacatea y el árbol de molle, se realizo una comparación con el blanco o testigo. Y para su interpretación se consultó con la literatura técnica. 76 Figura 15. Pasos de la cromatografía Impregnación del papel filtro nitrato de plata Sedimentar la muestra de suelo con solución de NaOH Difusión de la solución del suelo sobre en el papel filtro 4.6 FASE III – Análisis estadístico de los resultados 4.6.1 Medias de los parámetros obtenidos y análisis de regresión lineal Se obtuvó las medias de los parámetros medidos para todas las especies y el testigo, dado que se contaba con 5 muestras de cada especie, a través del programa EXCEL. Luego se realizó un análisis de regresión lineal junto a un análisis de varianza, a través del programa estadístico Infostat, con las medias obtenidas. A través del cual se puedo observar 77 las curvas de regresión de las propiedades del suelo versus la distancia, y determinar su relación y significancia a través del análisis de varianza. 4.6.2 Análisis de las varianza multivariado Una vez obtenidos todos los resultados de los indicadores físicos, químicos y biológicos de la tabla 6 en el laboratorio e in situ, se procedió con el análisis comparativo de los resultados, el mismo fue realizado mediante el análisis de la varianza con el programa estadístico Infostat. Primero se realizó una comparación de la variación de medias de los parámetros tomados de cada especie en función de la distancia. Es decir que se realizaron tres análisis, uno para los resultados obtenidos en el radio de la tuna, chacatea y molle, respectivamente. Así, se hizo una comparación de las medias obtenidas de los parámetros del suelo (filas) a 0, 0.5 y 1 metros de distancia (variable distancia = columnas) respecto a la tuna. Lo mismo se hizo para los resultados obtenidos para las plantas de molle y chacatea pero a los 0, 1 y 2 metros de distancia. Esto a través de la prueba de Hotelling y Boferroni con un nivel de significancia del 95 %. A continuación se realizo un análisis de varianza entre especies respecto a su influencia en las propiedades físicas, químicas y bilógicas del suelo. Es decir, se ubicó las tres especies y el testigo (columnas) en función de las medias de los parámetros del suelo obtenidos (filas), con el objetivo de hacer una comparación de cuál de estas tres especies reflejara medias mayores en los parámetros del suelo tomados. Esto a través de la prueba de Hotelling y Boferroni con un nivel de significancia del 95 %. 4.6.3 Análisis de componentes principales Se aplicó un ACP con el fin de establecer las posibles relaciones entre cada especie con las propiedades del suelo y visualizar la interdependencia entre variables o parámetros del suelo. Así, el análisis de componentes principales (ACP) trata de encontrar, con pérdida mínima de información, un nuevo conjunto de variables (componentes principales) no correlacionadas 78 que expliquen la estructura de variación en las filas (propiedades del suelo) de la tabla de datos. Entonces la elaboración del ACP se llevó a cabo utilizando una matriz en el que se incluyera los medias de las parámetros del suelo tomadas (filas) y las tres especies con las que se trabajo (columnas) en el programa Infostat. Este nos representa en un gráfico una proyección de cada punto del biplot resultante sobre el eje 1 y 2. 79 5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Los resultados se presentan a continuación por fases, según la metodología establecida, así tenemos: Fase 1: Identificación y caracterización del lugar de estudio, Fase 2: Evaluación física, química y biológica de las propiedades del suelo (en función de cada especie y la distancia), Fase 3. Análisis estadísticos de los resultados, Fase 4: Prueba de Cromatografía 5.1 FASE I – Descripción y caracterización de las parcelas de estudio 5.1.1 Identificación y caracterización del lugar de estudio La identificación y caracterización del lugar de estudio, involucró lo que es la localización de las parcelas: P1 (parcela de las tunas), P2 (parcela chacateas), P3 (parcela molles) y una zona testigo (blanco); además de la descripción de las características generales de cada parcela, es decir la caracterización: el tamaño de las parcelas, orientación del terreno e inclinación de la pendiente y el historial de manejo (tipo de fertilización, riego, uso de cobertura vegetal y poda). Tal información nos permitió evaluar las propiedades del suelo en base al contexto en el que se desarrollan las especies a estudiar, estas características se describen a continuación: 5.1.1.1 Localización de las parcelas de estudio Dado que se cuenta con tres parcelas de estudio y un testigo, P1 (parcela de las tunas), P2 (parcela chacateas), P3 (parcela molles) y una zona testigo (blanco); de cada parcela se seleccionó 5 muestras a evaluar. Es decir, de la P1 se seleccionó 5 plantas de tuna, de la P2 se seleccionó 5 plantas de chacatea y de la P3 se seleccionó 5 árboles de molle, respectivamente. Para la selección de las muestras se determinó que estas tengan corta diferencia de edad, y no existan interferencias que puedan alterar el estudio como la presencia de otras plantas en el radio a estudiar. Por otro lado, para el testigo se seleccionó una superficie pequeña en la que 80 no se tenga ninguna especie implementada, en esta área solo se cuenta con el pasto silvestre (melenis repens). Así, a continuación se visualiza la localización de cada una de las especies con las que se trabajó, además se puede observar la posición de cada parcela y distribución dentro del terreno: Figura 16. Localización de las especies de estudio dentro del terreno Fuente: Google Earth, 2013 En la Figura 16, se puede observar las plantas de tuna seleccionados dentro de la P1 de color verde que se encuentran ubicadas en la parte suroeste del terreno, de color rojo se pueden ver las plantas de chacatea que se encuentran es la parte oeste (P2) y superior a la P1, de color amarillo tenemos los árboles de molle que se encuentran en la parte este del terreno, y por ultimo tenemos la parcela testigo identificado con una B de color naranja, que se encuentra en la parte noroeste del terreno. 81 5.1.1.2 Caracterización de las parcelas Las características generales de cada parcela, son presentadas a continuación: Figura 17. Características generales de la P1 (Parcela Tunas) Nombre de la parcela: SAF – Palta con Duraznero Tamaño de la parcela: Aproximadamente de 0,5 ha Orientación del terreno: De norte a sud Topografía de la parcela: Ondulada Inclinación de la pendiente: De norte a sud 10º = 18 % (moderada) Capa vegetal: De modo general se constató que la profundidad de la capa vegetal alrededor de cada especie es alrededor de 2 cm. Especies primarias: Palta (Persea americana), Nogal (Juglans regia) Especies secundaria: Pacay (Inga ssp.), Chirimoya (Annona cherimola), Duraznero (Prunus persica), Guayabo (Psidium guajava), Níspero (Mespilus germanica), Sauco (Sambucus nigra), Ciruelo (Prunus domestica), Manzano (Malus sylvestris), Higuera (Ficus carica), Sávila (Aloe Vera), Cerezo (Prunus avium), Castaño europeo (Castanea sativa), Tunal (Opuntia ficus-india). Especies secundarias dinamizantes: Jacarandá (Jacaranda acutifólia), Aliso (Alnus acuminata), Fresno (Fraxinus exelsior), Acacia (A. melanoxinum, A. floribunda), Leucaena (Leucaena spp.), Jarka (Acacia visco). Presencia de lombrices, hormigas y termitas: Se observó la presencia de hormigas y otros insectos pero no de lombrices. 82 Figura 18. Características generales del suelo en P2 (Parcela Chacateas) Nombre de la parcela: SAF - Olivo Tamaño de la parcela: Aproximadamente 0,25 ha Orientación del terreno: De norte a sud. Topografía de la parcela: Ondulada Inclinación de la pendiente: De norte a sud 11º = 20 % (moderada) Capa vegetal: De modo general se constató que la profundidad de la capa vegetal alrededor de cada especie es de 3 cm. Especie principal: Olivo o Árbol de aceituna (Olea europea). Presencia de plantas: Como especies secundarias fueron plantadas frutales de diferentes variedades como Cítricos (Citrus aurantium, Citrus limón), Higuera (Ficus carica), Guayabo (Psidium guajava), Tunal (Opuntia ficus-indica) y Ciruelo (Prunus ssp). Como especies acompañantes fueron plantadas: Jacaranda (Jacaranda acutifolia), diferentes especies de Acacias (Acacia floribunda, Acacia melanoxinum, Acacia nigra, Acacia salogna), Retama (Cystisus scoparius), Tipa (Tipuana tipu/Machaerium acutifolium), Fresno (Fraxinus americana) y tres ejemplares de Eucalipto en el lindero. Presencia de lombrices, hormigas y termitas: Se observó la presencia de hormigas y otros insectos pero no de lombrices. 83 Figura 19. Características generales del suelo en P3 (Parcela Molles) Nombre de la parcela: Parcela mixta (se experimenta con especies exóticas) Tamaño de la parcela: No definido Orientación del terreno: De norte a sud. Topografía de la parcela: Ondulada Inclinación de la pendiente: De norte a sud 7º = 12 % (moderada) Capa vegetal: De modo general se constató que la profundidad de la capa vegetal alrededor de cada especie frutal es de 3 cm. Presencia de plantas: No fue construida con una especie primaria definida, sino es una mezcla de primarios: Palta (Persea americana), Ginkgo biloba, Roble (Quercus spp.), con acompañantes: Molle (Schinus molle), Chacatea (Dodonea viscosa), Chirimolle (Schinus longifollius), Tola (Bacharis dracunculifolia), Acacias (Acacia floribunda, Acacia melanoxylon, Albizia lebbeck), Tunal (Opuntia ficus indica), Duraznero (Prunus persica), Higuero (Ficus carica), Cítricos (Citrus auratium, Citrus limón), Tagasaste (Chamaecytisus palmensis), vid (Vitis vinífera). Presencia de lombrices, hormigas y termitas: Se observó la presencia de hormigas y otros insectos pero no de lombrices. Figura 20. Características generales del suelo en B (Zona Testigo) Tamaño de la parcela: Zona sin ninguna especie planta de de alrededor de 20m2 Orientación del terreno: De norte a sud. Topografía de la parcela: Ondulada Inclinación de la pendiente: De norte a sud 11º = 20 % (moderada) Capa vegetal: De modo general se constató que la profundidad de la capa vegetal en la zona tomada varia de 1 cm. Presencia de lombrices, hormigas y termitas: Se observó la presencia de hormigas y otros insectos pero no de lombrices. 84 Las características comunes que se identificaron entre las cuatro parcelas es que todas poseen cobertura vegetal (mulch) cuya profundidad varía de acuerdo a la cantidad de rastrojo (residuos de poda) depositado en el terreno, a pesar que se cuenta con pendientes entre 10 -20 % clasificada como moderadamente escarpada (FAO, 2099), en estas parcelas no se observó signos de erosión hídrica y eólica, debido a que el suelo siempre cuenta con cobertura vegetal (Figura 21). Además que, en estas parcelas se observó la presencia de hormigas y otros insectos pero no de lombrices. Figura 21. Cobertura vegetal que se usa en el terreno Fuente: Propia (2013) 5.1.1.3 Manejo e historial de las parcela A continuación se describe de manera general el historial de manejo de las tres parcelas agroforestales, desde su implementación hasta el manejo actual de las mismas, a través de una entrevista realizada con la Dr. Noemí Stadler Kaulich el mes de Diciembre del 2013. En el año 1999 para la implementación de las parcelas agroforestales por única vez se preparó el terreno con arado de discos en donde se retiró gran cantidad de piedras, que luego fueron utilizadas para la construcción del muro del predio. Se dividió la propiedad en diferentes parcelas para poder crear distintos consorcios agroforestales. Así, se cuenta con una gran variedad de especies, las especies frutales son: 85 Durazno, Higo, Cítrico, Guayaba, Ciruelo, Palta; especies arbóreas: Molle, Chirimolle, Jarca, Leucaena leucocephala, Acacia dealbata, Acacia melanoxylon, Acacia floribunda, Jacaranda, Fresno; especies arbustivas: Chacatea, Tola, Retama; leguminosas: Retama, Jarca, Leucaena leucocephala. Para la plantación de las especies frutales y arbóreas se hicieron hoyos de 30 x 30 cm en donde se incorporó tierra vegetal, posteriormente se colocó la especie vegetal y se pisó alrededor para luego regarla. Desde el año 2011 en las tres parcelas se realiza la extracción de chacatea pero solamente en áreas donde la misma es abundante. Dado que otras especies como los frutales y las acompañantes se han desarrollado y realizan la labor de la chacatea (dar sombra a otras plantas pequeñas, dar hojarasca para cubrir el suelo, proteger del viento), en todo caso, si no se llega a extraer la chacatea se realiza poda, esto a su vez significa demasiada limpieza y mano de obra, entonces lo que se hace es quitar las ramas a las que podrían florecer y se las acomoda alrededor de otras especies para proteger. En general, la poda se lleva a cabo dos veces al año, la primera identificada como poda grande que tiene lugar entre julio y septiembre, la segunda entre enero y febrero; el material podado es incorporado en el suelo y alrededor de cada planta. En estos sistemas agroforestales no existe el término maleza, sino que todas las especies forestales tienen su función, importante para el equilibrio del ecosistema. No se hace el control de plagas o enfermedades debido a que estas parcelas no han sufrido el ataque de las mismas. No se utiliza ningún tipo de plaguicida ni se aplican fertilizantes químicos sintéticos. En las tres parcelas todo el material podado es incorporado alrededor de cada especie con el objetivo de favorecer el desarrollo de la misma y evitar la erosión hídrica y eólica del suelo. Así también en los límites de estas tres parcelas se implementaron especies arbóreas (barreras vivas) como acacias, pino, molle, eucalipto, jacaranda, etc. como otra medida para evitar la erosión. Durante la época de sequía sólo en los tres primeros años se regaron las especies frutales una vez por semana cuando éstos mostraron algún signo de estrés hídrico. 86 A continuación se realizará una descripción más a detalle de la implementación de cada una de las parcelas (P1, P2 y P3) y características generales de las mismas: 5.1.1.3.1 Parcela Tunas (SAF - Palta) a. Implementación de la parcela Esta parcela fue implementada en diciembre del 2006, en una superficie de aproximadamente media hectárea, un sistema agroforestal sucesional con las especies primarias palta (Persea americana) y nogal (Juglans regia). Se encuentra en la parte sureste de la propiedad Mollesnejta, directamente por encima de un depósito abierto de agua. La situación de esta parcela en diciembre del 2006 (antes a la implementación del sistema agroforestal sucesional) era la siguiente: En la parte sur habían alrededor de 40 durazneros viejos, restos de un monocultivo; junto a éstos se contaba con plantas de veza y aproximadamente cada 50 m2 con una planta de tuna. Entonces, se inicio la plantación de la parcela en diciembre del 2006: en el lindero de la parcela fueron plantados intercaladamente nogales y níspero, con una distancia de 6 m, como también fueron plantadas paltas con distancias de entre 6 hasta 12 metros. En los espacios intermedios fueron plantados durazneros, ciruelo, chirimoyo, sauco, guayabo, árbol de pacay, higuero y manzano. También fueron plantados tunal, plantas de sábila y al lado de los durazneros viejos estacas de vid de las variedades Red Globe, Superior, Cereza y Cardenal (estacas mandadas desde Tarija en julio del 2006 y guardadas hasta el momento de la plantación en bolsas de vivero). Entre las especies productoras fueron plantadas, sin preparación del suelo, las especies secundarias dinamizantes: jacaranda, fresno, aliso, dos diferentes variedades de acacias, leucaena, jark´a y arbustos de lucerna (Entrevista a Stadler 05/12/13). Fueron plantadas 23 especies con un total de 1.212 plantas, es decir aproximadamente una planta cada 5 m2. Sin embargo, actualmente a través de la regeneración natural de las plantas de chacatea, molle y chirimolle, esta parcela agroforestal sucesional presenta una especie leñosa en crecimiento cada 2 m2. 87 b. Manejo de la parcela En enero del 2007 fue cortado por primera vez el pasto silvestre (Melenis repens) después de la implementación de la parcela agroforestal sucesional, acomodando el material cortado alrededor de los arboles recién plantados y el suelo en general, a manera de mulch. La siguiente poda del pasto silvestre se realizó en marzo del 2008, sin embargo en enero del 2009 fue cortado solamente una cuarta parte (la parte noreste de la parcela) por escasez de mano de obra. La recuperación de este pasto es bastante veloz, para mantenerlo se debería realizar la poda dos a tres veces al año, pero significa un costo de mano de obra elevado (Entrevista a Stadler 05/12/13). Esta parcela agroforestal sucesional se rige en el tipo de manejo propuesto por Ernst Götsch, este tipo de manejo se define por la regeneración natural, siguiendo el proceso de la sucesión y la dinámica silvestre dentro del ecosistema del lugar. Una parcela agroforestal sucesional consta de un consorcio de especies pioneras, secundarias y primarias, desarrollándose en una cierta densidad y una máxima diversidad que a la vez satisface las necesidades del productor (STADLER, 2009). 88 Figura 22. Parcela de las plantas de Tuna Parcela de los tunales el año 2007 Parcela de los tunales el año 2013 89 5.1.1.3.2 Parcela Chacateas (SAF- Olivo) a. Implementación de la parcela Durante los primeros tres años, los espacios entre árboles se aprovecharon con la siembra de haba y arveja, después una mezcla de cebada con avena y en el último año se plantó girasol. Posteriormente, a partir del cuarto año se dejó crecer el pasto nativo (Melinis repens), junto con una regeneración sorprendente de especies pioneras y secundarias I y II. La distancia de plantación entre las plantas secundarias fue entre 1,5 a 3 m, según la presencia de piedras mayores en el suelo y las características de las especies. Los hoyos de trasplante medían 50 x 50 cm para las especies productivas y 30 x 30 cm para las especies acompañantes. Estos habían sido preparados unas dos semanas antes y llenados con una mezcla de la tierra del lugar, tierra vegetal, turba y arena. Como especies autóctonas secundarias II por regeneración se dieron: la Chacatea (Dodonaea viscosa), la Tola blanca (Parastrephia lepidophylla) y la Tola negra. También había regeneración de especies secundarias III como el Molle (Schinus molle), Chirimolle (Zanthoxylum coco) y Tecoma ssp. b. Rentabilidad de la parcela Las especies frutales en esta parcela ya dieron sus primeros frutos, en una cantidad moderada como para el autoconsumo, además ya se ha podido cosechar leña; sin embargo, la especie Olea europea recién entra en producción a partir de sus 15 años. Hasta el momento, no se puede hablar de rentabilidad económica en esta parcela de agroforestería sucesional, porque la producción de la especie Olea europea es a largo plazo. El resultado más sobresaliente hasta el momento es la recuperación de la fertilidad del suelo en este espacio (STADLER, 2009). 5.1.1.3.3 Parcela Molles (Parcela mixta) En realidad no se tienen datos sistematizados de la implementación de esta parcela ya que se trata de una parcela mixta, instalada con el objetivo de experimentar con especies exóticas. No 90 fue implementada con una especie primaria definida sino es una mezcla de primarios (Entrevista a Stadler 05/12/13). Entonces, no se cuenta con datos sobre la fecha de instalación de esta parcela, pero en general se siguió el mismo método de las anteriores parcelas mencionadas. Los hoyos de trasplante medían 50 x 50 cm para las especies productivas y 30 x 30 cm para las especies acompañantes. Se cuenta con cobertura vegetal alrededor de las especies perennes. El historial de manejo de estas parcelas es mostrada en la siguiente tabla: Figura 23. Historial de las parcelas Actividades P1 P2 P3 Testigo Año Labranza (arado de discos) * * * * 1999 Plantación de especies arbóreas en los límites de la parcela (barreras vivas) * * * - 1999 Plantación de especies frutales y arbóreas * * * - 2033 – 2007 Riego durante época de sequia de las especies frutales en caso de que mostraran estrés. * * - - 1999 – 2000 2001 Extracción de la chacatea donde la misma en muy abundante * * * - Desde el 2011 hasta la fecha Poda dos veces/año * * * - Desde el 2005 hasta la fecha Disposición del material podado en el suelo y alrededor de las especies arbóreas y frutales. * * * - Desde el 2005 hasta la fecha Construcción de terrazas para evitar la erosión hídrica - * - - 2003 Manejo bajo los principios de Gotch - * - - Desde la plantación hasta la fecha * Aplicación de actividad - Ausencia de aplicación Fuente: Elaboración propia en base a entrevista a Noemí Stadler Kaulich 91 Como muestra el historial, las tres parcelas desde su implementación no fueron aradas nuevamente, el riego se realizó en los tres primero años solamente a las especies que mostraron algún tipo de estrés, el material podado es incorporado al suelo a manera de mulch y alrededor de cada especies y no se utilizan plaguicidas (herbidicidas, insecticidas, fungicidas, etc.) ni fertilizantes químicos. No se practica la rotación de cultivos debido a que las mismas son sistemas agroforestales y su objetivo es la recuperación de la fertilidad del suelo y la producción frutícola. Se da un aprovechamiento de la dinámica de la sucesión natural y las especies acompañantes (tuna, molle, jacaranda y chacatea), sin embargo estas no pueden alcanzar un mayor tamaño que las especies primarias (olivo y pacay), en el caso de la parcela de la tunas (Entrevista a Stadler 05/12/13). 5.2 FASE II – Evaluación cuantitativa de las propiedades del suelo 5.2.1 Evaluación cuantitativa de las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo Los resultados obtenidos de las medias en función de la distancia de los indicadores físicos, químicos y biológicos del suelo para las tres especies serán descritos y analizados a continuación: 5.2.1.1 Evaluación física del suelo Para la evaluación física del suelo los indicadores que se consideraron son: textura, capacidad de campo y punto de marchitez permanente (agua disponible), los mismos fueron analizados como una muestra compuesta dentro de cada una de las parcelas (P1, P2, P3 y Testigo) en el Laboratorio de Suelos y Aguas de la Universidad Mayor de San Simón (Anexo 5), de manera que se tengan valores representativos de cada una de las parcelas, y así poder evaluar los demás parámetros dentro de estas características. Por otro lado, dentro de los indicadores de las propiedades físicas del suelo se midió la humedad y temperatura en el campo con ayuda de un sensor de humedad (AQUATERR EC 92 300 Digital). La medición se la realizó de manera radial como se indicó en la metodología en la Figura 7; es decir, se tomó en cuenta tres datos para los resultados: el primer dato es resultado de una medición que se hizó a los 0 m de distancia (el punto cero es la especie); el segundo dato es resultado de mediciones realizadas a 1 m de distancia de la especie, se realizó cuatro mediciones de la temperatura y humedad (en el norte, este, oeste y sur) a un metro de distancia y se obtuvo un promedio, los mismo se realizó para los 2 m de distancia. Teniendo así para las plantas de chacatea y molle tres mediciones: a los 0, 1 y 2 m de distancia y para la planta de la tuna a los 0, 0,5 y 1 m, así se observó cómo estos parámetros varían en cuanto mayor alejados se encuentren de la planta. Los resultados obtenidos pueden ser observados en el Anexo 6. 5.2.1.1.1 Textura La textura es la propiedad de la tierra que tiene más influencia sobre otros indicadores de suelo (PLASTER, 2000), es una característica importante porque influye en la fertilidad, en la infiltración del agua, en la capacidad de retención de agua y nutrientes, en la aireación y en la facilidad con la que un suelo puede ser trabajado (Cf. USDA, 1999). La siguiente tabla muestra los resultados del tipo de textura del suelo en las parcelas de estudio: Tabla 7. Resultados de la medición de la textura Sistema de producción Agroforestal Parcelas P1 - Tuna Textura FA Franco arenoso F-FL Franco limoso P3 - Molle F Franco B - Testigo AF Arenoso franco P2 - Chacatea Fuente: Laboratorio de Suelos y Aguas “Martín Cárdenas” 93 En la tabla 7, podemos observar que la textura de las parcelas no es muy variable, entre franca y arenosa. Así tenemos a la P1, con una textura franco arenosa, presenta características agrícolas adecuadas para toda clase de plantas y puede ser muy productiva con un manejo adecuado (VILLARROEL, 1988), ya que presentan las mismas deficiencias que los suelos arenoso pero más atenuadas, se los llama suelos medios (LÓPEZ, 1990). Hay que agregar, que las tunas se desarrollan generalmente muy bien en suelos arenosos (http://www.prodiversitas.bioetica.org/tuna.htm, 06/03/2013). La P2 tiene una textura de tipo franco limosa, son suelos medios óptimos para el crecimiento de las plantas (LÓPEZ, 1990). De manera similar, la P3 posee una textura de tipo franca, este tipo de suelos retienen bien el agua y los abonos, es decir que poseen las características físicas favorables e ideales para los cultivos, siendo bastante adecuada para la agricultura, esto según Villarroel (1988) y López (1990). Por último, la parcela Testigo posee una textura arenosa franca, con características similares a la P1 aunque más gruesa. Es decir, son suelos de textura media a gruesa, además según lo observado en el campo a la hora de la tomar las muestras se observó una débil estructuración, a pesar de que la P2 y P3 poseen textura franco limosa y franca, respectivamente. Esto los podrían hacer susceptibles a la erosión hídrica y eólica, sin embargo, dado que se cuenta con cobertura vegetal permanente están protegidos de este factor. Entonces, en general se tiene adecuadas características de la textura para el desarrollo de las especies estudiadas, sin embargo que debe tener un buen manejo dado que se trata de una zona semiárida y el predio se encuentra en la ladera de la cordillera Tunari, pudiendo provocar erosión u sequia. 5.2.1.1.2 Agua del suelo Según Plaster (2000), tanto la capacidad de retención de agua total como la capacidad de retención de agua disponible están basadas principalmente en la textura del suelo, así es muy importante analizar el contenido de agua disponible que es la parte del suelo que puede ser absorbida por las raíces, en función a la textura del suelo obtenida en cada una de las parcelas. 94 Tabla 8. Resultados de la medición del agua del suelo Sistema de producción Agroforestal Parcelas Textura CC PMP Agua Disp. FA 23,69 10,01 13,67 F-FL 29,70 13,05 16,64 P3 - Molle F 22,89 8,46 14,43 B - Testigo AF 20,21 8,34 11,87 P1 - Tuna P2 - Chacatea Fuente: Laboratorio de Suelos y Aguas “Martín Cárdenas” Para un suelo de textura franco arenosa el rango que se presenta para el agua disponible es del 6% al 10% según los valores de interpretación proporcionados por el Laboratorio de Suelos y Aguas UMSS (Anexo 7), sin embargo los suelos de la P1 se encuentran por encima de este rango, no obstante si comparamos con otros valores de interpretación (Tabla 9) nos dice que el rango promedio de agua disponible para esta textura (franco arcilloso + materia orgánica) es de 19%, siendo que los resultados obtenidos con un 13,67% se encontraron dentro de rango. Por otro lado, tenemos el testigo con textura arenosa-franca que se encuentra un poco encima del rango brindado por la UMSS pero dado que se trata de suelo con un porcentaje de más partículas gruesas, mayor porcentaje de arena en la textura, este rango es adecuado y no existirá dificultad para la absorción de las plantas. Por su lado, la P2 sobrepasa con un 0,64% los valores de referencia de agua disponible para suelos con textura franca arcillosa que fluctúan entre 12 a 16%. Los valores de referencia para un suelo de textura franca varían de 10 y 14%, así tenemos la P3 que sobrepasa estos valores con un 0,43%. Sin embargo podemos concluir que no se tiene problemas en la absorción del agua disponible para las plantas según los valores obtenidos, en algunos casos un poco sobrepasando los valores de referencia, que pueden estar relacionado con el buen contenido de materia orgánica (una constante incorporación de residuos vegetales en las parcelas), según Plaster (2000) la materia orgánica incrementa la cantidad de agua disponible en el suelo. Según Plaster (2000) los suelos con textura franca como es el caso, tienen la más alta capacidad de retención de agua disponible, pero este indicador depende también del contenido de materia orgánica del suelo y del aporte de agua al mismo (riego y lluvia), por esta razón no 95 se dieron diferencias realmente significativas entre las parcelas ya que todas se encuentran bajo el mismo tipo de manejo. 5.2.1.1.3 Humedad y temperatura La humedad del suelo influye en muchas propiedades físicas, tales como la densidad aparente, espacio poroso, consistencia, succión total de agua y color del suelo. La humedad del suelo es muy dinámica y depende del clima, vegetación, profundidad del suelo, y de las características y condiciones físicas del perfil (BRADY y WEIL, 1999). La temperatura del suelo afecta tanto los procesos físicos, químicos y biológicos que ocurren en el suelo, además del crecimiento de las plantas y su ciclo de vida se ve influenciado. La mayoría de las plantas tienen más bien un estrecho rango de temperaturas para su óptimo crecimiento (USDA, 1975 cit. por VILLASECA, 1990). Y de esta manera existe una relación inversa entre los parámetros de humedad y temperatura, mientras más alta sea la humedad del suelo tendrá a calentarse menos (BRADY y WEIL, 1999. Estos parámetros fueron medidos en campo con ayuda de un sensor de humedad (AQUATERR EC 300 Digital), estas mediciones fueron realizadas a una profundidad alrededor de los 20 cm de la superficie del suelo durante los meses de septiembre y diciembre con el objetivo de hacer una comparación entre estos meses y las diferencias de humedad como resultado de las lluvias (ANEXO 6). 96 Tabla 9: Resultados de la medición del la humedad Septiembre Diciembre % Distancia Especies Textura % CC Clasificación* CC Medio 39,0 Medio 33,77 Seco 39,2 Medio 35,57 Seco 36,8 Seco 39,33 Medio 38,7 Medio 38,67 Medio 39,8 Medio 41,67 Medio 41,8 Medio 37,00 Medio 39,3 Medio 38,53 Medio 38,5 Medio 41,17 Medio 38,6 Medio 22,00 Seco 25,0 Seco 0,5m 29,00 Seco 36,5 Medio 1m 30,00 Seco 34,8 Seco 2m 36,00 Seco 37,3 Medio Tuna 0,5m (P1) F-A Clasificación* UMSS 36,40 0m 1m 0m Chacatea 1m (P2) F-FL 2m 0m Molle 1m (P3) F 2m 0m Testigo AF Valores de referencia** Otro 10-18 % 29% 18-26% 34% 18-26% 34% - 14% *Ver Anexo 8, clasificación de la humedad según el instrumento utilizado (AQUATERR EC 300 Digital) ** Ver Anexo 8, interpretación de la humedad según % CC (FCAPFyV- UMSS Y Otra fuente) El contenido de humedad que se tiene en la tabla 8, se lo tiene expresado como % CC (porcentaje de capacidad de campo), podemos observar que todos los valores obtenidos se encuentran por encima de los valores referencia de CC para las texturas correspondientes; probablemente debido al buen contenido de MO orgánica que se tiene en el suelo, como se puede observar en la tabla 15. Es decir que no existen problemas de absorción de agua para las plantas. En cuanto a la clasificación que se realizó de la humedad según el instrumento utilizado (Anexo 8), para las P2y P3 se tiene en general suelos con contenido medio de humedad (tabla 9), mientras 97 que para la P1 y el Testigo se cuenta con suelos secos. Hay que tomar en cuenta que en estas parcelas no se realiza riego, y se trata de una zona semiárida con lluvias marcadas en un corto periodo del año. Entonces, para el molle y chacatea dado que se trata de especies nativas de la zona adaptadas a las condiciones edafoclimáticas tienen un crecimiento óptimo, y se dan por regeneración natural. Mientras que para las plantas de tuna se cuenta con valores menores de humedad y al estar en una zona de textura franco limosa deberían retener mayor contenido de humedad; sin embargo, estas retienen humedad en sus tejidos, así que van a exigir un poco más al suelo para su crecimiento. Figura 24: Análisis de regresión lineal de la humedad en función de la distancia Tabla 10: Análisis de regresión lineal y varianza para la humedad del suelo en función de la distancia Estadística Especie Tuna Chacatea Molle Testigo R2 0,1 0,55 0,98 0,92 Const 35,66 38,72 36,82 23,6 Dist -0,83 1,17 2,09 6,46 p-valor Const 0,0295 0,0224 0,0072 0,0040 Dist 0,8002 0,4676 0,0971 0,0380 No significativo a P > 0,05 98 Como se puede observar en la Figura 24 y en la tabla 10, el testigo es el único que mostró un relación estadísticamente significativa de la humedad con la distancia con un coeficiente <0,05. El molle, por su lado, también presenta una relación alta con un R2 de 0,98 que nos dice que los cambios de la humedad se explican en un 98% por cambios en la distancia, sin embargo esta relación no es estadísticamente significativa (>0,05). Así, para las especies de tuna, chacatea y molle el modelo no es válido para hacer una predicción de los cambios de humedad en función de la distancia. Figura 25: Variaciones de la humedad del suelo para los meses de septiembre y Humedad (%) diciembre Tuna 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 Septiembre Diciembre 0 0,5 Distancia (m) 1 Humedad (%) Chacatea 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 Septiembre Diciembre 0 1 Distancia (m) 2 99 Humedad (%) Molle 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 Septiembre Diciembre 0 1 Distancia (m) 2 Humedad (%) Testigo 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 Septiembre Diciembre 0 0,5 1 Distancia (m) 2 Podemos observar que se dió un aumento de la humedad del en el mes de diciembre para las plantas de la tuna, chacatea, molle y el testigo. Sin embargo, el incremento del contenido de humedad es leve. Esto se debe a que la primera medición se la llevó a cabo entre el 10 -14 de septiembre y la segunda medición alrededor del 10 de diciembre, y se observó que las lluvias empezaron recién a darse marcadamente alrededor de mediados del mes de diciembre y durante todo el mes de enero. 100 Tabla 11: Resultados de la medición del la temperatura Septiembre Diciembre T (oC) T (oC) 23,1 29,7 0,5m 21,1 29,5 1m 21,7 28,5 20,4 24,8 1m 16,4 24,5 2m 15,9 24,8 22,9 25,7 1m 23,1 24,4 2m 24,1 24,9 27,2 25,0 0,5m 26,5 25,4 1m 26,7 25,4 2m 26,7 24,7 Distancia Especies Textura 0m 0m 0m 0m Tuna Chacatea Molle Testigo F-FL FA F AF Fuente: Propia (2013) Las temperaturas fueron tomadas en un solo momento del día, así que no se puede hablar de la influencia que tiene esta variable dentro los demás factores, ya que no se cuenta con una temperaturas promedio diarias, además que la temperatura está sometida a cambios estacionales y diurnos. Sin embargo, en la tabla 11 podemos observar que se obtuvo temperaturas entre valores de 20 a 30 oC, temperaturas aceptables para el crecimiento de las especies estudiadas dado que se trata de especies nativas, adaptadas a condiciones semiáridas que funcionan bien dentro de este sistema agroforestal. Asimismo, el terreno cuenta con una constante cobertura vegetal, así las temperaturas son atenuadas, a pesar de encontrarse a laderas de la cordillera del Tunari con una pendiente moderada. Las temperaturas más altas se obtuvieron en la parcela testigo para el mes de septiembre, como se mencionó no se pueden 101 sacar conclusiones específicas por no contar con un promedio diario, pero se lo puede atribuir a que no cuenta con una especies perenne plantada, como se da en los demás casos de estudio. Figura 26: Análisis de regresión lineal de la temperatura en función de la distancia Tabla 12: Análisis de regresión lineal y varianza para la temperatura del suelo en función de la distancia Estadística Especie Tuna Chacatea Molle Testigo 2 R 0,48 0,75 0,86 0,30 const 22,69 24,65 22,75 26,94 Dist -1,40 0,62 0,58 -0,20 p-valor const 0,0263 0,0119 0,0087 0,0001 Dist 0,5122 0,3333 0,2475 0,4522 No significativo a P > 0,05 Se puede observar que las especies del molle y chacatea fueron los que mayor coeficiente de correlación presentaron, sin embargo para ninguna de ellas la relación de la distancia con la temperatura será estadísticamente significativa (>0,05). 102 Figura 27: Variaciones de la temperatura del suelo para los meses de septiembre y diciembre Tíemperatura (oC) Tuna 35 30 25 20 15 10 5 0 Septiembre Diciembre 0 0,5 Distancia (m) 1 Temperatura (oC) Chacatea 35 30 25 20 15 10 5 0 Septiembre Diciembre 0 1 Distancia (m) 2 103 Tewmperatura (oC) Molle 35 30 25 20 15 10 5 0 Septiembre Diciembre 0 1 (m) Distanica 2 Temperatura (oC) Testigo 35 30 25 20 15 10 5 0 Septiembre Diciembre 0 0,5 1 2 Distanica (m) Podemos observar que se dió un aumento de la temperatura en el mes de diciembre para las plantas de la chacatea, molle y especialmente para las tunas. Una vez más, no se cuenta con temperaturas promedio diarias, sin embargo dado que la medición de la temperatura se realizó alrededor de la misma hora pero en diferentes meses, se puede decir que existió una diferencia de temperaturas con un incremento entre los primeros días del mes de septiembre a los primeros días del mes de diciembre. 5.2.1.2 Evaluación química del suelo Los indicadores químicos que se analizaron son el pH, materia orgánica total en los laboratorios de la UCB y el nitrógeno total y fósforo disponible en el Laboratorio de Suelos y Aguas de la UMSS (Anexo 6). El muestro para el análisis de estos indicadores se realizó de 104 manera radial a cada una de las especies y a distintas distancias, como se estableció en el marco metodológico, es decir se tomo una muestra compuesta resultante de los cuatro puntos cardinales, a 0, 1 y 2 m de diámetro para las plantas de chacatea y el molle, y a 0, 0,5 y 1 m para las tunas. Las medias de los resultados de los mismos en función de la distancia serán analizadas a continuación: 5.2.1.2.1 pH El pH afecta la disponibilidad de los nutrientes, la actividad de microorganismos, y la solubilidad de minerales del suelo (USDA, 1999). Los resultados de este indicador en los suelos de las tres parcelas son expresados en la siguiente tabla: Tabla 13: Resultados de la medición del pH Distancia Especie Promedio pH Clasificación 0m Tuna 4,99 Fuertemente ácido 0,5m 4,52 Fuertemente ácido 1m 4,48 Fuertemente ácido 4,97 Fuertemente ácido Fuertemente ácido <5 1m 5,03 Moderadamente ácido Moderadamente ácido 5,0 – 6,0 2m 5,28 Moderadamente ácido Levemente ácido 6,0 – 6,6 5,28 Moderadamente ácido Neutral 6,6 – 7,4 1m 5,14 Moderadamente ácido Levemente básico 7,4 – 8,0 2m 5,30 Moderadamente ácido Moderadamente básico 8,0 - 9, 0 4,73 Fuertemente ácido Fuertemente básico > 9,0 0,5m 4,68 Fuertemente ácido 1m 4,67 Fuertemente ácido 2m 4,81 Fuertemente ácido 0m 0m 0m Chacatea Molle Testigo Valores de referencia Fuente: Propia, 2013 105 Valores de pH entre 6,0 y 7,5 son óptimos para la disponibilidad de nutrientes para la mayoría de las plantas (DE LA ROSA, 2008) y es el mejor rango para la mayoría de los cultivos (PLASTER, 2000). De acuerdo a los resultados de la tabla anterior el pH de las parcelas presenta una variación entre moderadamente ácido para las P2 y P3, los valores apenas superan un pH de 5 en estas parcelas; y fuertemente acido para la P1 y el Testigo, es decir inferior a 5, pudiendo tener efectos negativos para el crecimiento de la planta. De acuerdo a Rowell (1992), a pH 4-5 se dan efectos dañinos que pueden ser compensados mediante Ca adicional pero no así a pH 3. Entre pH 5 y 8 el crecimiento de las plantas es satisfactorio. Es posible que por naturaleza estos suelos sean ácidos ya que según Rowell (1992) el pH depende de los factores formadores del suelo; material parental, clima, topografía, actividad biológica, manejo y tiempo. Entonces, el pH pudo ser influenciado por el material pariental, siendo suelos relativamente jóvenes (aquellos que han sido expuestos a largos períodos de meteorización y lixiviación) ya que comparte el pH de sus materiales originales (PLASTER, 2000) y además según Rowell (1992), el pH es influenciado por la descomposición de residuos arbóreos. En general, un suelo ácido afecta el desarrollo de organismos no acídofilos, entre ellos las bacterias y los gusanos de tierra. Por ello, el suelo ácido retarda muchas actividades importantes llevadas a cabo por los microbios del suelo, incluyendo la fijación del nitrógeno, la nitrificación y la descomposición de la materia orgánica (PLASTER, 2000). 106 Figura 28: Análisis de regresión lineal del pH en función de la distancia Tabla 14: Análisis de regresión lineal y varianza para el pH del suelo en función de la distancia Estadística Especie Tuna Chacatea Molle Testigo 2 R 0,81 0,89 0,01 0,38 const 4,92 4,94 5,23 4,68 Dist -0,51 0,16 0,01 0,05 p-valor Const 0,0207 0,0310 0,0136 0,0010 Dist 0,2884 0,2165 0,9268 0,3821 No significativo a P > 0,05 Se puede observar que las especies de tuna y chacatea fueron los que mayor relación presentaron con la distancia, sin embargo no es un relación estadísticamente significativa (>0,05). Entonces, la distancia no presentó una influencia significativa en los cambios de pH, en realidad el pH se mantiene relativamente constante en el perímetro estudiado. 107 5.2.1.2.2 Materia orgánica total La materia orgánica es un componente fundamental del suelo debido a que influye en la buena estructura del mismo, incrementa la retención de agua, es la principal fuente de alimento para los microorganismos y proporciona una protección mecánica a la superficie (DE LA ROSA, 2008). La siguiente tabla muestra la media de los resultados de este indicador en el radio de las tres especies de estudio: Tabla 15: Resultados de la medición del Contenido de Materia orgánica por el método de ignición Valores de referencia Distancia Especie Contenido de M.O. (%) Clasificación 0m Tuna 2,94 Medio 0,5m 4,03 Medio 1m 3,95 Medio Muy bajo 0–1 4,95 Alto Bajo 1–2 1m 4,38 Alto Medio 2–4 2m 4,62 Alto Alto 4–8 5,73 Alto Muy alto 8 – 20 1m 5,80 Alto >20 2m 5,78 Alto Suelo orgánicos 3,26 Medio 0,5m 3,07 Medio 1m 3,37 Medio 2m 5,63 Muy alto 0m 0m 0m Chacatea Molle Testigo Fuente: Fuente: Propia, 2013 En general se pueden observar buenos contenidos de MO, especialmente en las plantas de chacatea (P2) y molle (P3), lo que puede ser atribuido a la incorporación de la materia orgánica (hojas caídas de los arboles). Además todas estas parcelas agroforestales, siembre 108 están cubiertas de rastrojo (mulch), especialmente alrededor de los árboles (HODGSON, 1987). Otro factor que puede influir en estos resultados es que los árboles son fijadores de carbono y por ende de MO, y estas parcelas no son objeto de explotación agrícola convencional, es decir, que desde su implementación no han sido aradas nuevamente, ya que el arado de vertedera acelera la oxidación del humus (PLASTER, 2000). Entonces, en realidad la materia orgánica se viene acumulando desde la implementación de las parcelas. Figura 29: Análisis de regresión lineal de la M.O. en función de la distancia Tabla 16: Análisis de regresión lineal y varianza para la M.O. del suelo en función de la distancia Estadística Especie Tuna Chacatea Molle Testigo 2 R 0,69 0,4 0,48 0,79 const 3,12 4,85 5,75 2,78 Dist 1,02 -0,19 0,02 1,22 p-valor Const 0,0892 0,0435 0,0037 0,0312 Dist 0,3749 0,6027 0,5122 0,1100 No significativo a P > 0,05 109 Ningún caso estudiado presentó una influencia significativa de la distancia sobre las variaciones del contenido de M.O. en el suelo. En realidad, no se dieron variaciones significativas del contenido de materia orgánica a las distintas distancias. 5.2.1.2.3 Nitrógeno total Las formas minerales de este indicador en el suelo provienen generalmente de la descomposición de los residuos orgánicos de nitrógeno, materiales frescos orgánicos, abonos orgánicos, humus, etc. (CALDERÓN, 1999). Las medias de los resultados de este indicador son expresados en la siguiente tabla: Tabla 17: Resultados de la medición de nitrógeno total Promedio Distancia Especie M.O. N total (%) Categoría 0m Tuna 2,94 0,200 Alto 0,5m 4,03 0,227 Alto 1m 3,95 0,227 Alto 4,95 0,193 Moderado Muy bajo < 0,050 1m 4,38 0,146 Moderado Bajo 0,025 – 0,100 2m 4,62 0,199 Moderado Moderado 0,1 – 0,20 5,73 0,241 Alto Alto 0,20 – 0,40 1m 5,80 0,336 Alto Muy Alto > 0,40 2m 5,78 0,244 Alto 3,26 0,196 Moderado 0,5m 3,07 0,182 Moderado 1m 3,37 0,182 Moderado 2m 5,63 0,140 Moderado 0m 0m 0m Chacatea Molle Blanco Valores de referencia Fuente: Laboratorio de Suelos y Aguas “Martín Cárdenas” Fuente: Laboratorio de Suelos y Aguas “Martín Cárdenas” 110 Del 97 al 99 % por ciento del nitrógeno (N) del suelo se encuentra en la materia orgánica, el principal almacén de nitrógeno del suelo (PLASTER, 2000). La tabla 17 muestra una estrecha relación entre el nitrógeno total y la materia orgánica, las parcelas con un contenido alto de nitrógeno son las P1 y P3, mientras que las parcelas P2 y el testigo cuenta con menores valores del contenido de nitrógeno notal, aun así óptimos para el crecimiento de las plantas. Si bien las parcelas de las tunas parecen tener mayor contenido de nitrógeno total que contenido de materia orgánica, puede que sea necesario tener un mayor número de muestras para que se pueda establecer una relación. Entonces, en general se cuenta con buenos contenidos de nitrógeno, debido a que todas las parcelas, en sí cuentan con vegetación permanente y el suelo permanece cubierto sin que se exporte la biomasa formada y no es labrada. No se observa deficiencia de nitrógeno en las parcelas y por tanto la fertilidad del suelo es buena y el crecimiento de las plantas será mejor. El nitrógeno más que cualquier otro elemento, facilita el crecimiento y el color verde oscuro. Las plantas necesitan mucha cantidad de nitrógeno porque forma parte de muchos compuestos importantes, incluyendo la proteína y la clorofila. Además, las plantas usan de una forma más efeiciente el agua cuando tienen nitrógeno en una cantidad amplia (PLASTER, 2000). Figura 30: Análisis de regresión lineal del Nt en función de la distancia 111 Tabla 18: Análisis de regresión lineal y varianza para el Nt del suelo en función de la distancia Estadística Especie Tuna Chacatea Molle Testigo 2 R 0,75 0,01 0,0007 0,92 const 0,20 0,18 0,27 0,20 Dist 0,0300 0,0030 0,0015 -0,0300 p-valor Const 0,0313 0,1326 0,1596 0,0011 Dist 0,3333 0,9341 0,9823 0,0422 No significativo a P > 0,05 La parcela testigo presentó una variación estadísticamente significativa del Nt del suelo resultado de la diferencia de distancias (p<0,05). Por otro lado entre las especies estudiadas el tunal fue el que presentó el mayor coeficiente R2 de 0,75, pero al igual que las otras especies no muestra una relación significativa de la distancia con la variación del Nt. 5.2.1.2.4 Fósforo disponible El contenido de fósforo total en los suelos agrícolas es muy variable (VILLARROEL, 1988) al agregar fertilizantes o otros tipos de enmiendas orgánicas, en este caso estudiamos el fosforo disponible en tres especies pertenecientes a distintos sistemas agroforestales donde no se agrega ningún tipo de fertilizantes o compost (simplemente cobertura vegetal y rastrojos). Los resultados de las medias de este indicador se muestran en la siguiente tabla: 112 Tabla 19: Resultados de la medición del fósforo disponible Promedio Distancia Especie Fósforo disponible (ppm) Clasificación 0m Tuna 21,7 Alto 0,5m 24,3 Alto 1m 21,7 Alto 26,4 Alto Muy bajo <3 23,7 Alto Bajo 4–7 20,1 Alto Moderado 8 – 19 30,1 Alto Alto 20 – 30 27,3 Alto Muy alto >30 29,6 Alto 7,8 Moderado 0,5m 7,0 Bajo 1m 6,5 Bajo 2m .4,9 Bajo 0m 1m Chacatea 2m 0m 1m Molle 2m 0m Testigo Valores de referencia Fuente: Laboratorio de Suelos y Aguas “Martín Cárdenas” Fuente: Laboratorio de Suelos y Aguas “Martín Cárdenas” En todas las parcelas excepto en el Testigo, se tiene un alto contenido de fosforo disponible, que puede ser atribuido al retorno de residuos (SANZANO, s/a). Ya que al tratarse de parcelas agroforestales se incorpora al suelo residuos de poda, hojarasca, pasto cortado, y el mismo siempre cuenta con cobertura vegetal (mulch, especies frutales, forestales, nativas, etc.). En el caso del testigo si bien se tiene cobertura vegetal, no existe un aporte de materia orgánica continuo como el caso de las otras parcelas (PLASTER, 2000). De manera general el contenido de fósforo disponible en las parcelas de estudio es adecuado. En este sentido el crecimiento de las plantas será bueno, con una floración y fructificación satisfactoria (PLASTER, 2000). 113 Figura 31: Análisis de regresión lineal del Pd en función de la distancia Tabla 20: Análisis de regresión lineal y varianza para el Pd del suelo en función de la distancia Estadísticas Especie Tuna Chacatea Molle Testigo 2 R 0,0008 0,99 0,03 0,99 const 22,54 26,57 29,23 7,810 dist 0,04 -3,16 -0,26 -1,43 p-valor Const 0,0542 0,0071 0,0415 0,0010 Dist 0,9915 0,0464 0,8891 0,0029 No significativo a P > 0,05 Como se observa en la tabla 20 se obtuvo una variación significativa del fósforo disponible en función de la distancia para la planta de tuna y el testigo, con un coeficiente de regresión alto de 0,99. Siendo que el Pd, disminuyó al acrecentar la distancia en función a la planta. 114 5.2.1.3 Evaluación biológica del suelo 5.2.1.3.1 Respiración microbiana La respiración del suelo en un ecosistema es un proceso que libera dióxido de carbono del suelo a través de la reparación de las raíces, la descomposición microbiana de los residuos orgánicos y de la materia orgánica, y de la respiración de la fauna. Es decir, la biomasa viviente del suelo respira y emite CO2, mientras que los organismos del suelo ganan energía del catabolismo de la materia orgánica del suelo para mantener la vida en el suelo. El dióxido de carbono liberado por la descomposición microbiana de la materia orgánica del suelo es acompañado por la inmovilización o mineralización de los nutrientes, estando así relacionado con la dinámica de los nutrientes del suelo. De hecho, la respiración del suelo está afectada por muchos factores, como el suplemento de sustrato, temperatura, humedad, oxigeno, nitrógeno, textura del suelo y valores de pH (LUO y ZHOU, 2006). La respiración es un proceso clave del ecosistema, ya que la respiración del suelo está relacionada con la productividad del ecosistema, la fertilidad del suelo, y el ciclo del carbono tanto a nivel regional como global. Tiene un impacto en el cambio climático y en la fertilidad del suelo (LUO y ZHOU, 2006). 115 Tabla 21: Resultados de la medición de la respiración microbiana del suelo Junio Septiembre Diciembre Distancia Especie %CO2 (t/ha*día) %CO2 (t/ha*día) %CO2 (t/ha*día) 0m Chacatea 3,548 3,055 2,029 1m (P1) 3,419 3,363 2,178 3,494 3,484 2,250 2m 0m Molle 3,605 3,504 2,028 1m (P2) 2,900 3,052 2,907 3,056 3,264 1,884 2m 0m Tuna 2,687 3,207 2,343 0,5m (P3) 2,909 2,844 2,176 2,699 2,953 1,890 2,855 2,670 3,240 0,5m 2,945 3,429 1,768 1m 2,660 2,109 2,456 2m 2,930 2,785 2,848 1m 0m Testigo Fuente: Propia (2013) Entre los principales factores que influyen en la respiración del suelo tenemos a la humedad y la temperatura. La sensibilidad de la respiración del suelo a la temperatura es afectada por las condiciones de humedad del mismo (LUO & ZHOU, 2006), y el flujo de salida de CO2 es menor en condiciones secas, y alcanza una velocidad máxima con suelo de humedad media, y decrece en altos contenidos de humedad del suelo cuando las condiciones anaerobias prevalecen y reprime la actividad aeróbica microbiana. El óptimo contenido de agua es usualmente alrededor de la capacidad de campo. Dado que se cuenta con una época seca y una época húmeda definidas, el patrón estacional de la respiración sigue el patrón de las lluvias, se tuvo para los meses tomados contenidos medios a bajos de humedad, entonces se obtuvo porcentajes medios a bajos respiración microbiana; tomando en cuenta también que se trata de una zona semiárida con suelos en recuperación a 116 través del establecimiento de los sistemas agroforestales. Sin embargo otro de los factores, que pudo haber tenido mucha influencia en la respiración obtenida, fue el pH, ya que la mayoría de las especies de bacteria crecen dentro de un rango de 4 a 9 de pH, los hongos son moderadamente acidófílos, con un rango de pH de 4 a 6. Así, el pH del suelo tiene un marcado efecto en el crecimiento y proliferación de los microbios el suelo como también en la respiración del suelo. Si observamos la tabla 13 (valores medidos del pH del suelo), podemos ver que se obtuvo valores de pH ácidos de entre 4,5 y 5,5 que de alguna manera pueden inhibir el crecimiento de los microorganismos y así la respiración del suelo. Uno de los factores que se piensa que influyó positivamente en la respiración del suelo fue el aporte de sustrato, ya que una significante fracción de la respiración del suelo es atribuible a la descomposición de la hojarasca de la planta. Sin embargo, también afecta la sensibilidad de la temperatura de la respiración del suelo. La respiración genera energía para apoyar el consumo y asimilación de nitrógeno de las raíces. Altos contenidos de nitrógeno generalmente se asocian con altos rangos de crecimiento llevando a altos crecimiento de la respiración, se puede observar una relación entre el contenido de nitrógeno total y la respiración, que para la plantas de chacatea (P2) y molle (P3) se tiene mayores niveles de nitrógeno y de respiración del suelo que en las plantas de tuna y el testigo. 117 Figura 32: Análisis de regresión lineal de la respiración microbiana del suelo en función de la distancia Tabla 22: Análisis de regresión lineal y varianza para la respiración microbiana del suelo en función de la distancia Estadísticos Especie Tuna Chacatea Molle Testigo 2 R 0,47 0,29 0,74 0,03 const 3,13 2,15 3,02 2,840 dist -0,25 0,16 0,06 -0,10 p-valor Const 0,0358 0,0952 0,0168 0,0305 Dist 0,5221 0,6360 0,3388 0,8379 No significativo a P > 0,05 Como se observa en la tabla 22, ningún caso estudiado presentó relación en las diferencias de respiración microbiana con la distancia. El que mayor relación mostró fue el árbol del molle, pero no fue una relación significativa. 118 Figura 33: Variaciones de respiración microbiana para los meses de junio, septiembre y diciembre Chacatea 4 % CO2 3,5 3 Junio 2,5 Septiembre 2 Diciembre 1,5 1 0 1 2 Distancia (m) Tuna 4 % CO2 3,5 3 Junio 2,5 Septiembre 2 Diciembre 1,5 1 0 0,5 1 Distancia (m) 1,5 119 Molle 4 % CO2 3,5 3 Junio 2,5 Septiembre 2 Diciembre 1,5 1 0 0,5 1 1,5 Distancia (m) 2 2,5 Testigo 4 % CO2 3,5 3 Junio 2,5 Septiembre 2 Diciembre 1,5 1 0 1 Distancia (m) 2 3 En cuanto a los cambios estacionales de la respiración del suelo para las P1, P2 y P3, se puede observar que la respiración tuvo un descenso progresivo desde el mes de junio al mes de diciembre. Entre los meses de junio y septiembre este no es significativo, sin embargo es más notorio para el mes de diciembre (a pesar que en las tablas 10 y 11 se observó que se tiene un leve incremento de la humedad y temperatura para el diciembre). Esto se debió posiblemente a que la muestras del mes de diciembre fueron recolectadas a principios del mes como se mencionó, donde todavía no se habían observado marcados episodios de lluvia. La respiración del suelo usualmente es mayor durante el verano y menor en el invierno (LUO y ZHOU, 2006). Probablemente si las muestras se hubieran tomado en el mes de enero o 120 febrero, se pudieron haber visto grandes diferencias en la respiración en comparación de los meses de junio y septiembre. Se especula, que en ecosistemas áridos y semiáridos, la humedad del suelo es el principal factor limitante de la respiración del suelo. Así, los patrones estacionales de la respiración del suelo suelen seguir la dinámica de la humedad del suelo, por la disponibilidad de agua. La velocidad de respiración de un suelo seco usualmente explosiona a un alto nivel luego de las lluvias y después declina con el suelo seco (LUO y ZHOU, 2006). 5.2.1.3.2 Macrofauna del suelo No se llegó a llevar a cabo un estudio formal de la presencia de la macrofauna y mesofauna del suelo, sin embargo, se recolectó e identificó una serie de organismos que fueron encontrados en el lugar de muestreo de las parcelas. Las especies encontradas en las tres parcelas (en el radio de cada especie) pueden ser observadas en la figura 34: 121 Figura 34. Especies de macrofauna encontradas en las tres parcelas agroforestales Larva de Coleóptera n/i* n/i* Isópodo Larva de escarabajo * Organismo no identificado 122 La Figura 34 muestra la diversidad de organismos identificados en los suelos de estos sistemas agroforestales, entre las especies encontradas están las larvas de coleóptera, isópodo y especies que no pudieron ser identificadas. No se observó la presencia de lombrices, pero los isópodos en suelo áridos ejercen el papel de minadores semejante al de las lombrices, además de ingerir juntos a los restos de plantas a bacteria y hongos (http://www.eweb.unex.es/eweb/edafo/ECAP/ECAL6FArtrIsopodos.htm). Estos invertebrados terrestres juegan un papel importante en la productividad de los agroecosistemas, no sólo como plagas o vectores de patógenos, sino también como benefactores por su capacidad de alterar el ambiente superficial y edáfico en el cual se desarrollan las plantas (LAVELLE et al. 1994 cit. por BROWN 2001). Generalmente en los ecosistemas saludables hay bastante variedad de especies que lleva a los ecosistemas a lograr una estabilidad y resilencia. En este caso, el pH y la humedad pueden ser los principales factores para que se vea una menor cantidad y diversidad de organismos en el suelo. 5.3 FASE III – Evaluación de los análisis estadísticos 5.3.1 Análisis de varianza multivariado de las propiedades del suelo en función de las especies de tuna, chacatea y molle con la distancia. Una vez analizadas las medias de cada parámetro en función de la distancia, se realizó el análisis de varianza multivariado a través del programa InfoStat, por medio del cual podemos concluir que las medias no son significativamente diferentes en función de las distancias tomadas para ninguna de las especies con las que se trabajó, las plantas de tuna, chacatea y molle. Lo cual se puede corroborar en la evaluación de las propiedades del suelo que se presentó anteriormente, donde obtuvieron las medias para las distancias tomadas de las tres especies con las que se trabajó. Se pueden observar en el (Anexo 9), primero se realizó un test de normalidad con los datos, seguidamente se presenta la prueba de la varianza través del test de Hotelling y Boferroni, donde se puede observar que las especies no presentaron medias significativamente diferentes 123 de los parámetros del suelo tomados en función de la distancia. Es decir que las propiedades del suelo en el radio de 0, 1 y 2 metros de distancia para el molle y la chacatea (tomando la especie como punto central) no variaron ni siguieron un patrón lineal (de aumento o disminución) en función de las distancias tomadas, sino más bien presentaron valores similares de las propiedades del suelo en un radio de hasta dos metros en función de cada especie. De la misma forma para las plantas de tuna, en un radio de 0, 0,5 y 1 metros de distancia, las propiedades del suelo no variaron significativamente, no existió una relación lineal de las propiedades del suelo con la distancias. Posiblemente tomando a mayores distancias se puede encontrar mayores diferencias, como un estudio realizado para evaluar el papel de los árboles en los sistemas de agricultura tradicional de México Central ilustra la influencia potencial de los árboles sobre la fertilidad del suelo. Las propiedades de la superficie del suelo se midieron a distancias crecientes (2, 4, 6, 8, 10 m) de dos especies de árboles, capulín (Prunus capuli) y sabino (Juniperus deppeana) que se encontraron dentro de campos de maíz. Se encontraron valores superiores de todas las propiedades medidas bajo los doseles de capulín, y se observó una gradiente que disminuía al incrementar la distancia de los árboles (FARREL y ALTIERI, s/a). Otro factor que influyó pudo ser la edad de las plantas con las que se trabajó, siendo que con mayor edad tendrán una influencia mayor en las propiedades del suelo. De esta forma para los análisis siguientes, el análisis de varianza multivariado entre especies y el análisis de componentes principales (ACP), se decidió no tomar en cuenta la distancia como variable, ya que no tendrá ninguna incidencia en el análisis de la relación entre parámetros, ni en la evaluación del potencial de estas tres especies sobre las propiedades del suelo. 5.3.2 Análisis de varianza multivariado entre especies A continuación se realizó un análisis de varianza multivariado entre especies, con el objetivo de evaluar el potencial u influencia de cada especie sobre las medias de las propiedades del suelo obtenidas. Así, en el Anexo 10 a través de la prueba de Hotelling y Boferroni se tiene una clasificación de A, B y C, siendo C el que presenta mayores valores en las medias (los 124 mejores valores para los parámetros evaluados), B valores intermedios y A los valores menores en las medias. Entonces podemos observar que se obtuvo una clasificación de C para el árbol del molle y la planta de la chacatea, es decir que estas dos especies no representan diferencias significativas en las medias de los parámetros evaluados y además estas dos plantas presentan los mejores valores de los indicadores de las propiedades del suelo entre las especies evaluadas, es decir que los árboles del molle y la chacatea generan un impacto positivo sobre las propiedades del suelo y su fertilidad en comparación con las plantas de tuna. Esto se puede deber a que el árbol de molle y la chacatea son especies frondosas, ramificadas, que tienen un constante aporte de material vegetal en el suelo; al ser especies frondosas también brindan sombra y protección al suelo de la erosión. Por otro lado, se trata de especies nativas que de por sí se encuentran adaptadas a las condiciones edafoclimáticas. Sin embargo, se podría estudiar más a fondo con un mayor número de muestras, de mayor edad y a mayor profundidad del perfil del suelo, la influencia de estas especies sobre la fertilidad del suelo, y la relación planta-suelo. A continuación se observó que el testigo tiene una clasificación B, es decir que presenta valores intermedios en cuanto a las medias de los parámetros del suelo evaluados. Decimos intermedias ya que son valores menores a los obtenidos con el molle y chacatea, sin embargo, son mayores a los obtenidos con la planta de la tuna. Finalmente se tiene una clasificación A para las plantas de tuna, es decir que estas fueron significativamente diferentes en sus medias de los parámetros evaluados en relación al testigo y las plantas de molle y chacatea, además que presentaron los valores más bajos de las propiedades del suelo obtenidas. Sin embargo, a pesar de presentar los valores más bajos entres las medias evaluadas, las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo evaluadas presentaron una clasificación de valores medios, que de alguna forma si bien esta especie va exigir un poco más al suelo para su crecimiento en relación con el molle y la chacatea, es ideal para el cultivo en zonas áridas y semiáridas. Es una especie importante en prácticas agroforestales en la serranía, donde prospera en los ambientes más rústicos y terrenos de baja calidad siendo que en las zonas áridas y semiáridas, existiendo diferentes factores ambientales 125 que limitan el crecimiento de las plantas, tales como temperaturas altas y bajas, escasez de agua y limitación en la disponibilidad de nutrientes (UNIVERSIDAD AGRARIA LA MOLINA, s/a). 5.3.3 Análisis de componentes principales En el grafico del ACP podemos observar que la media total de cada una de las especies está representado por los puntos biplot de color azul y su posición sobre los ejes 1 y 2 nos indicará la influencia que tendrán cada una de las especies sobre los parámetros medidos. 126 Figura 35. Análisis de componentes principales Figura 36. Matriz de correlación resultado del ACP 127 En la Figura 35 podemos observar que las especies que van a tener mayor influencia sobre las propiedades del suelo serán las plantas de chacatea y el árbol del molle; a diferencia del testigo y de la tuna. Del testigo como era de esperarse dado que no se tiene una especie implantada, no se tiene una influencia potencial sobre las propiedades del suelo fuera de las actividades que se realizan normalmente en los suelos como medio dinámico (no labranza, cobertura vegetal, etc.). Por otro lado, para la planta de la tuna dado que se la encuentra a una menor distancia al eje 2 se puede decir que va tener una mayor influencia en las propiedades del suelo que el testigo, pero esta no ser significativa. En realidad esta especie no aporta biomasa al suelo en forma de hojarasca, que marca una diferencia de la influencia que tuvieron las plantas de chacatea y molle en las propiedades del suelo. Sin embargo como se vio en el análisis de varianza multivariado, de alguna manera logra mantener las propiedades del suelo en condiciones medias u óptimas, a pesar de la situación del terreno que presenta suelos degradados en recuperación, además de la situación topográfica no favorable a laderas de la cordillera Tunari, y al tratarte de una zona semiárida, es decir que en situaciones no favorables logra desarrollarse pero no teniendo influencias significativas sobre la fertilidad del suelo. En cuanto a la planta de la chacatea en la figura 35, se puede observar que esta especie (según su posición) presenta una mayor relación con los vectores de materia orgánica y pH, es decir, que tiene una mayor influencia en el aumento del contenido de materia orgánica en el suelo y el pH, según la dirección del vector. Mientras que el molle tendrá una mayor influencia en el aumento de la respiración microbiana y la humedad, incluso en el contenido de nitrógeno total y fosforo disponible. Del gráfico también podemos decir, según el tamaño de los vectores, que la temperatura es el principal factor que hace que las especies varíen entre sí. Es decir que hay una diferencia en la temperatura que se obtendrá al medir ésta en el radio de las especies, la temperatura fue el parámetro que mayor variabilidad tuvo entre especies, y a la vez que mayor influencia presentó sobre las especies. Podemos decir entonces, que el clima juega un papel importante así como el manejo que se le puede dar, para optimizar este factor y usarlo a nuestro favor. 128 Pero estas son estimaciones, para poder hacer un análisis más profundo se necesitan mediciones promedio de la temperatura. Del ACP, también podemos observar el matriz de coeficiente de correlación en la figura 36, el cual es importante comparar con el gráfico obtenido. En el cual se observa que los factores que van a estar más correlacionados entre si serán el aumento de la humedad con el incremento de la respiración microbiana (0,99) como se observa en el gráfico tienen un grado mínimo de apertura indicando una gran correlación, este principio se cumple dado que la relación conceptual común que se da es que se tendrá un menor flujo de CO2 en condiciones secas (LOU y ZHOU, 2006). Por otro lado, se tiene una relación del incremento de la materia orgánica con el incremento del pH con un coeficiente de 0,97, esta relación se da como resultado de actividad microbiana y la descomposición de los residuos orgánicos (PLASTER, 1999); como se observó en lo resultados se tiene pH ácidos que se dedujo que son resultado de la descomposición de residuos arbóreos y el material parental. A la vez se vio una relación del pH con la reparación (0.84), como se dedujo el pH puede estar influenciando en la actividad microbiana, al tener valores ácidos va existir menor actividad microbiana. Según el matriz de correlaciones (Figura 36) también la respiración y la humedad del suelo presentaron relación con el contenido de fósforo disponible (0,92). Esta relación se suele dar de la siguiente manera, según Plaster (1999), los suelos secos detienen la difusión del fósforo a las raíces, es decir que las plantas toman mejor el fósforo en suelo húmedos, y cumple un papel bastante importante en las reacciones biológicas como la captura de energía por la luz y el transporte de energía en las raíces para la absorción de nutriente. La humedad al estar relacionada con el grado de actividad microbiana, va estar ligado al ciclaje de nutrientes y la disponibilidad de los mismos, hay que pensar que los ecosistemas son complejos y tienen una multiplicidad de relaciones causa – efecto. Así también, el fósforo disponible estará íntimamente relacionado con el nitrógeno total (0,88), este usualmente mejora la captura del nitrógeno por las plantas (PLASTER, 1999). 129 Además podemos observar que la temperatura tendrá una relación inversamente proporcional tanto con el contenido de nitrógeno total como con el fosforo disponible, tanto en el grafico del ACP como en la matriz, los vectores de nitrógeno y fósforo tiene un amplio rango de apertura acercándose a los 180o en relación con la temperatura. Es decir que estos disminuyen con el incremento de la temperatura, existen estudios que muestran que el contenido de N de los suelos baja entre un tercio a la mitad por cada aumento de 10ºC. Este resultado se debe a que la temperatura afecta de modo diferencial la actividad de los microorganismos y de las plantas: Al aumentar la temperatura, la actividad microbiana aumenta más rápidamente que la actividad fotosintética de las plantas y los restos que caen sobre la superficie sufren una rápida transformación, como resultado, estos suelos acumulan poca materia orgánica (FA -URU, s/a). A pesar que se mostró esta tendencia, no es significativa (- 0,67), ya que se obtuvo valores óptimos de Nt y Pd, además de temperaturas aceptables para el crecimiento de las plantas. Adicionalmente, se realizó un análisis de predicción del ACP, es decir una predicción de la variabilidad que tendrán los parámetros medidos para cada especie. Las plantas de molle y chacatea presentaron una menor variación como se observa en el Anexo 11, representado por un círculo que envuelve la variación que posiblemente tendrán las propiedades del suelo medidas; mientras que para el tunal se tuvo una amplia variación, es decir que sería conveniente trabajar con una mayor cantidad de muestras para tener un menor rango de predicción de valores que se tendría de la temperatura, humedad, MO, Nt, Pd y respiración en función de la planta de tuna. 5.4 Cromatografía del suelo La descripción de un croma se hace en base en las zonas que lo componen, su tamaño, forma y los colores revelados. Las zonas son cinco, del centro hacia afuera, en el siguiente orden: zona central, zona interna, zona intermedia, zona externa y zona de manejo o periférica, como se muestra en el Figura 36, en la que cada zona se puede distinguir cierta características del estado actual del suelo. 130 Figura 36. Identificación de las zonas que integran una cromatografía ideal Fuente: Restrepo y Pinheiro, 2009 Ahora bien en las Figuras 37, 38 y 39, se muestran la cromatografía de suelos del espacio radial de las tres especies con las que se trabajó: tuna, chacatea y molle. Dado que se trabajó con cinco muestras de cada una de estas especies, a continuación se presenta una selección de los cromas que representan de mejor manera las propiedades del suelo y que se los pueda relacionar con la evaluación, física, química y biológica que se hizo de éstas. Así, en las figuras se muestran los cromas para tres especies: para la chacatea tres cromas (donde se tomaron muestras a 0, 1 y 2 metros de distancias de la planta), de igual manera para el molle se tiene tres cromas (donde se tomaron muestras a 0, 1, y 2 metros de distancias de la planta), para la planta de tuna tres cromas (donde se tomaron muestras a 0, 0,5 y 2 metros de distancias de la planta) y por ultimo para el testigo se decidió presentar un solo croma que represente cualitativamente el estado actual del suelo en esta zona. 131 Figura 37.Cromatografía de suelos de la P1- Parcela Tunas Tuna (0 m de distancia) Tuna (0,5 m de distancia) Tuna (1m de distancia) 132 Figura 38. Cromatografía de suelos de la P3- Parcela Chacateas Chacatea (0 m de distancia) Chacatea (1m de distancia) Chacatea (2 m de distancia) 133 Figura 39. Cromatografía de suelos de la P3- Parcela Molles Molle (0 m de distancia) Molle (1m de distancia) Molle (2m de distancia) 134 No se pudo obtener una alta calidad en el análisis de los cromas, ya que para este tipo de evaluaciones se usa el papel filtro papel Whatman Nº 4 o No 1, sin embargo, resulta dificultoso conseguir este papel en los centro de venta de materiales de laboratorio, siendo así que se utilizó el papel filtro Munkettel 12888 equivalente al Whatman Nº 4. Esto tuvo un efecto marcado, ya que afectó en el corrido de las fracciones húmicas y enzimáticas en el papel filtro según la porosidad de este, y el permitir apreciar de mejor manera como se integran los minerales con la materia orgánica. En general, en los cromas observados dado que se trata de un mismo terreno pero de diferentes parcelas podemos observar que se presenta una zona central de color café cremosa (buen indicador de la calidad del suelo), también llamada zona de la aireación y oxigenación, que quiere decir que se tiene un suelo no maltratado por maquinaria pesada, exposición de fertilizantes químicos y sin exposición directa de los rayos del sol (RESTREPO y PINHEIRO, 2011), ya que existe una cobertura vegetal permanente que los protege. Esta zona se integra con la próxima zona (mineral, orgánica y enzimática), que muestra un buen contenido de materia orgánica activa y una buena actividad tanto microbiológica como enzimática. Excepto en las plantas de tuna y molle (Figuras 37 y 39) que se mantiene el color cremoso pero se presenta un poco más oscuro, esto puede indicar algo de compactación y problemas en la estructura del suelo. La siguiente zona interna o zona mineral, presenta una zona mineral uniforme y radial, de color marrón claro con una integración con la siguiente, la zona intermedia. Estos pueden ser indicativos de impacto positivos en un suelo en recuperación con prácticas de agricultura orgánica (RESTREPO y PINHEIRO, 2011). Así, en la zona intermedia, el tercer anillo, denominado zona proteica o de la materia orgánica, se expresa la presencia de materia orgánica que esta armonizada con la zona interna o mineral, indicando que la materia orgánica se encuentra biológicamente activa. Entonces si se llega a relacionar con los valores obtenidos en la evaluación química del mismo, con suelos con alto contenido mineral y de materia orgánica. Excepto en el caso de la planta de la Tuna a cero metros de distancia, donde se 135 observa que la zona interna no se integra con la zona proteica indicando u menor contenido de materia orgánica o bien no se encuentra activa por una menor actividad biológica en el suelo. En la zona externa, es la zona enzimática o nutricional, se observa una armonización no muy marcada con la zona anterior (intermedia), es decir que no está totalmente integrada con los minerales y la actividad microbiológica del suelo. Además encontramos una combinación de colores café claros y oscuros, es decir el suelo se encuentra en un periodo de desarrollo, pero en general contamos con un suelo deseable (RESTREPO y PINHEIRO, 2011). No se pudo observar terminaciones hasta el final de los cromas, en cuento a los caminos que se van formando en las zonas intermedias por el tipo de papel filtro utilizado. En cuanto a la evaluación radial de los cromatogramas, tenemos una mezcla de caminos sinuosos y de caminos diversos que se forman a lo largo de la zona mineral y intermedia y que explotan en forma de nubecillas o lunares de color café suaves en diferentes tamaños, señal de mejoramiento en la calidad estructural y una recuperación con el incremento de la actividad microbiológica estimulada por la constante incorporación de material orgánica que se da en las parcelas, señal de una buena calidad del suelo (RESTREPO y PINHEIRO, 2011). Por último, en cuanto a las terminaciones de los cromatogramas no se pudo observar terminaciones hasta el final de los cromas, en cuenta a los caminos que se van formando en la zona intermedia por el tipo de papel filtro utilizado. Sin embargo si podemos observar que de alguna manera se manifiesta de manera un tanto gradual y armónica, si bien no como debería, como nubes onduladas tenues o lunares con colores suaves cafés, es decir que estamos antes la presencia de un suelo de buena calidad. Las nubecilla que se forman indican abundancia y variedad nutricional disponible activa para actuar endosimbioticamente con el cultivo (RESTREPO y PINHEIRO, 2011), que en este caso no están muy marcadas. La diferencia en la coloración de las cromatografías obtenidas y el ideal, podría estar relacionado con los años de manejo bajo la agricultura orgánica, si bien los suelos estos sistemas productivos agroforestales son manejados bajo los principios de la agricultura orgánica, los años bajo este tipo de manejo son inferiores a de la cromatografía ideal. 136 En cuanto a la distancia radial, se observó que para las planta de molle y chacatea no se tienen diferencias significativas al realizar la interpretación de los cromas a las distintas distancias analizadas, sin embargo para las plantas de tuna pareciera presentar una mejor calidad del suelo a partir de 1os 0,5 m de distancia, no así desde el punto 0 (aproximadamente cero metros de distancia del punto central, es decir la especie en cuestión). Sin embargo si comparamos esta evaluación con el análisis cuantitativo de las propiedades del suelo, podemos concluir que no existen diferencias significativas de las propiedades del suelo en función de las especies con la distancia. Además sí se pudo notar mejor cualidades ya sea en la planta de molle y chacatea en algunos de los cromas analizados en comparación con la planta de tuna, pero no grandes diferencias visuales en realidad. 137 CONCLUSIONES En el pasado, estos suelos eran de libre acceso para el ganado de productores locales, por lo que se encontraban bastante erosionados y vulnerables por su posición, a laderas de la cordillera Tunari. La implementación la propiedad Mollesnejta se dio el año 1999, donde por única vez se preparó el terreno con arado de discos y se hizo un muro en el predio, a partir de entonces se fue implementando distintos consorcios agroforestales. Se cuenta con pendientes entre 10 - 20 % (moderada). Actualmente no se observa signos de erosión hídrica u eólica, debido a que el suelo siempre cuenta con cobertura vegetal y se acomodan los residuos de la poda alrededor de las especies frutales y forestales. No se realiza control de plagas o enfermedades debido a que estas parcelas no han sufrido el ataque de las mismas. No se aplican compost, plaguicidas y fertilizantes químicos. No se realiza el riego en las parcelas. El objetivo de su implementación es la recuperación de la fertilidad del suelo y la producción frutícola. En cuanto al análisis de las propiedades físicas del suelo, las parcelas presentaron texturas adecuadas para el desarrollo de las plantas, sin embargo una débil estructuración, además de ser terrenos extremadamente pedregosos. El contenido de % CC en todas las parcelas fue superior a los valores de referencia, probablemente debido al buen contenido de materia orgánica y a la cobertura del suelo con mulch. Por otro lado, en el análisis de las propiedades químicas, en cuando al contenido de MO, Nt y Pd para todos los casos de estudio se encontraron en una clasificación entre medio y alto. El contenido de Pd, tuvo una gran diferencia, en las tres especies se obtuvo un contenido alto mientras que en el testigo bajo, atribuido al retorno de residuos. Para el pH se obtuvo valores relativamente ácidos y fuertemente ácidos, es posible que esté relacionado con el material parental y con la descomposición de los residuos arbóreos de las parcelas. En cuanto a la mesofauna se encontró poca diversidad y cantidad de organismos. Se observó la presencia de hormigas y otros insectos pero no de lombrices. 138 No se encontraron diferencias significativas entre los tratamientos (tuna, molle, chacatea y testigo) en función de la distancia. Es decir que no se observó grandes diferencias en las propiedades del suelo (humedad, temperatura, pH, MO, Nt, respiración microbiana) a distintas distancias, excepto en el caso del Fósforo disponible (Pd) para la planta de la chacatea, presenta una relación estadísticamente significativa de la varianza del Pd en función de la distancia. Se observó que el árbol del molle y la planta de la chacatea generaron un impacto positivo sobre la fertilidad del suelo, por el constante aporte de biomasa en forma de hojarasca. Mientras que, las tunas presentaron medias significativamente diferentes de los parámetros evaluados en relación al testigo, el molle y la chacatea, se presentaron valores menores de las propiedades del suelo para la tuna en relación a las demás especies estudiadas, aun así valores adecuados, siendo el cultivo de tuna ideal para el cultivo en zonas áridas y semiáridas. Las especies de chacatea tuvieron mayor influencia en el aumento del contenido de materia orgánica y pH del suelo; mientras que el molle en el aumento de la respiración microbiana y humedad, incluso en el contenido de nitrógeno total y fósforo disponible. El testigo no tuvo una influencia potencial sobre las propiedades del suelo. Los factores más correlacionados entre sí fueron el aumento de la humedad con el incremento de la respiración microbiana. Además, se vio una relación del aumento de la MO con el pH. A la vez se vió una relación del pH con la respiración, al tener valores ácidos va existir menor actividad microbiana. 139 RECOMENDACIONES Para realizar un estudio más a fondo, del efecto de estas especies sobre las propiedades del suelo se recomienda realizar la medición de los indicadores de calidad del suelo a mayores profundidades, para conocer su variación a lo largo del perfil de suelo. Además trabajar con una mayor cantidad de muestras, especialmente para la planta de la tuna, para obtener un menor rango de predicción de variación para las variables analizadas. Sería conveniente, realizar un estudio respecto al efecto del material parental y la descomposición de residuos del bosque sobre el pH en la parcelas. Y considerar la aplicación de medidas correctoras para aumentar el pH, especialmente en la P3 (tunas) y el testigo con el fin de evitar problemas de acidificación del suelo a largo plazo. Si es posible realizar mediciones diurnas y estacionales de la temperatura y humedad para obtener promedios diarios, que permitan realizar una mejor interpretación de estos parámetros en función de las especies estudiadas. De las misma manera para la respiración microbiana, ya que ya que los patrones estacionales de la respiración siguen la dinámica de la humedad del suelo. La velocidad de respiración de un suelo seco explosiona a un alto nivel luego de las lluvias y después declina con el suelo seco, entonces sería interesante observar el rango de respiración después de las lluvias en los meses de febrero y/o enero. 140 BIBLIOGRAFÍA ALBA GAMBOA, Erika (2012). Evaluación del estado actual del suelo en relación a las propiedades físicas, químicas y biológicas en tres sistemas de manejo (agrobiológico, agroforestal y local) en el Municipio de Vinto. Tesis de Licenciatura en Ingeniería Ambiental. Universidad Católica Boliviana (UCB), Cochabamba-Bolivia. ALTIERI Miguel (1999). “Agroecología: Bases científicas para una agricultura sustentable. Sistemas alternativos de producción” en FARREL. Sistemas Agroforestales. NordanComunidad. Montevideo. Páginas 229-243. AMURRIO MAMANI, Diego (2009). Componentes de la Vegetación arbórea, arbustiva y de regeneración natural en sistemas agroforestales sucesionales en la comunidad de Combuyo Cochabamba. Pasantía de grado para obtener el título de técnico forestal. Universidad Mayor De San Simón (UMSS), Cochabamba-Bolivia. AQUARTERR (2012). “Instrumentos de medición del suelo”, en <http://aquaterr.net/products-soil-measurement-probes.html>, (21/05/2013). AZERO, Mauricio (2011). Guías de Laboratorio de Edafología. Cochabamba Bolivia. BAUTISTA CRUZ A.; ETCHEVERS BARRA J.; DEL CASTILLO R.F. (2004). “La calidad del suelo y sus indicadores”, en <http://redalyc.uaemex.mx/src/inicio/ArtPdfRed.jsp?iCve=54013210 >, (09/03/2013). BOLIVIA. LEY 144 (2011). Ley de Revolución Productiva Agropecuaria Comunitaria. Asamblea Legislativa Plurinacional, Art. 13, 14, 16, 21. BOLIVIA. LEY 1700 (1996). Ley Forestal 1700. Honorable Congreso Nacional, Art. 2. 141 BRADY Nyle, WEIL Ray (1999). The nature and properties of soils. New Jersey Estados Unidos. Prentice Hall, Inc. BROWN, George; FRAGOSO, Carlos; BAROIS, Isabelle (2001). “Diversidad y rol funcional de la macrofauna edáfica en los ecosistemas tropicales mexicanos”, en <http://www3.inecol.edu.mx/csmbgbd/images/stories/resultados_articulos_archivos/6%20DIV ERSIDAD%20Y%20ROL%20FUNCIONAL%20DE%20LA%20MACROFAUNA%20EDA FICA.pdf>, (31/05/2013). CALDERÓN SÁENZ, Felipe (1999). “Metodologías para Análisis Químico de Suelos”, en <http://www.drcalderonlabs.com/Metodos/Analisis_De_Suelos/MetodosQuimicosSuelos.ht>, (01/09/2013). CONAFOR (s/a). “Dodonaea viscosa L. Jacq.” en <http://www.conafor.gob.mx:8080/documentos/docs/13/918Dodonaea%20viscosa%20.pd> (07/04/2013). CORPOICA (s/a). “Guía para la toma de muestras de Suelos” en <http://www.corpoica.org.co/sitioweb/Servicios/Documentos/GUIA_PARA_LA_TOM/A_DE _MUESTRAS_DE_SUELOS_CORPOICA-FEDEGAN.pdf>, (04/05/2013). CULLMAN Steve, FREEMAN Mark, SNAPP Sieglin (2012). “Procedure for the Determination of Permanganate Oxidable Carbon” en < https://s3.amazonaws.com/metadata_production/protocols/133/KBS+POXC+Protocol.pdf>, (26/05/2013). CYTED XVII (2002). “El agua en Iberoamérica; de la escasez a la desertificación” en < http://www.produccion-animal.com.ar/agua_cono_sur_de_america/31tierras_secas_iberoamerica.pdf>, (06/05/2013). 142 DE LA ROSA, Diego (2008). Evaluación Agro-ecológica de Suelos para un desarrollo rural sostenible. Degradación de Suelos. Madrid. Aedos S.A. DESAPRENDER (2008). “Diagnóstico de riesgo en el Municipio de Vinto”, en <http://www.desaprender.org/tools/diagnostico-de-riesgos-en-el-municipio-de-vinto>, (12/09/2013). DUARTE, Nina (2005). Sostenibilidad socioeconómica y ecológica de sistemas agroforestales de café (Coffea arabica) en la microcuenca del Rio Sesesmiles, Copán, Honduras. Tesis de la escuela de Postgrado para Magister Scientiae en Agroforestería Tropical, Costa Rica. ENRÍQUEZ, Mario (2010). “El 41% del territorio boliviano sufre erosión y desertificación. Efectos: Un experto en cambio climático cree que Bolivia puede sufrir una “migración climática” si empeora la situación.”, en La Prensa, La Paz, (30/09/2013). FAO (s/a). “Sistemas agroforestales en América Latina y el Caribe” en <http://www.ecosaf.org/publicaciones/Sistemas_agroforestales_en_America_L_y_C_FAO.pdf >, (15/04/2013). FAO (s/a). “Los organismos del suelos”, en <http://www.fao.org/docrep/009/0100e0d.htm>, (07/03/2013). GERENCIA REGIONAL AGRARIA DE LA LIBERTAD (2009). Cultivo de Tuna (Opuntia Ficus Indica). Trujillo Perú. GLIESSMAN, Stephen (2009). Agroecología. Procesos ecológicos en agricultura sostenible. Turrialba. Litocat. 143 GÓMEZ, Y & PAOLINI, J (2003). “Actividad microbiana en suelos de sabanas de los Llanos Orientales de Venezuela convertidas en pasturas” en Rev.biol.trop, Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas (IVIC), 2006, San José. GOOGLE EARTH (2013). Inav/Geosistemas SRL. ImageDigitalGlobe. HODGSON J.M. (1987). Muestreo y descripción de suelos. Algunos conceptos edáficos. Barcelona. Reverté, S.A. HONORABLE ALCALDÍA MUNICIPAL DE VINTO (1998). Plan de desarrollo Municipal. Servicios de Ingeniería y Consultoras SERINCO S.R.L, Vinto. INTA (Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria) (2002). “Hacia una agricultura sostenible”,h<http://www.inta.gov.ar/barrow/info/documentos/mapasuelos/Agricultura%20Su stentable.pdf>, (07/03/2013). INFOR (s/a). “Modelos Agroforestales. Sistema productivo integrado para una agricultura sostenible”, en <http://biblioteca1.infor.cl:81/DataFiles/24905.pdf>, (01/04/13) INFORJARDIN (s/a). “Dodonaea viscosa”, en <http://fichas.infojardin.com/arbustos/dodonaea-viscosa-dodonea.htm>, (07/03/2013) INFOAGRO (s / a). “ La fen ol ogí a com o herram i ent a en l a agro cl i m at ol o gí a”, en <http://www.infoagro.com/frutas/fenologia.htm>, (11/ 03/ 2013). INFOAGRO (s / a ’). “El cultivo de la nuez”, en <http://www.infoagro.com/frutas/frutos_secos/nogal.htm>, (08/03/2013) INNOVAKNEWS (2009). “Cromas, una interesante mirada a la vida de suelos y cultivos”, en <http://www.innovakglobal.com/periodicos_pdf/periodico_innovak_abril09.pdf>, (12/03/2013). 144 LÓPEZ RITAS Julio, LÓPEZ MELIDA Julio (1990). El diagnostico de suelos y plantas. Métodos de campo y laboratorio. Madrid España. Ediciones Mundi-prensa. LUTERS, Alberto; SALAZAR Juan Carlos (2000). “Guía para la Evaluación de la Calidad y Salud del Suelo”, en <http://www.nrcs.usda.gov/Internet/FSE_DOCUMENTS/stelprdb1044786.pdf> (06/03/2013). MENDIETA Marcia; ROCHA Raúl (2007). “Sistemas agroforestales”, en <http://www.fao.org/fileadmin/user_upload/training_material/docs/1_RENF08M538.pdf> (07/03/2013). MILIARIUM (2001). “Factores que afectan el contenido total de nitrógeno en el suelo” en<http://www.miliarium.com/Proyectos/Nitratos/Nitrato/FactoresContenidoNtotal.asp> (05/02/2014). MILLER, Tyler (2002). “Ciencia ambiental. Preservemos la Tierra”. International Thompson Editors, S.A., México. PALOMEQUE FIGUEROA, Emilio (2009). “Sistemas Agroforestales”, en <http://www.monografias.com/trabajos-pdf2/sistemas-agroforestales/sistemas agroforestales.pdf> (05/03/2013). PLASTER, Edward J. (2000). La ciencia del suelo y su manejo. Editorial Paraninfo, España PROAGRO (2010). “Perfil de PROAGRO en la Adaptación al Cambio Climático”, en <http://www.proagro-bolivia.org/files/Perfil_ACC.pdf>, (22/05/2013). PRODIVERSITAS (s/a). “Tuna (Opuntia Ficus)”, en <http://www.prodiversitas.bioetica.org/tuna.htm>, (07/03/1013). 145 QUIRÓZ, Franz; VALENZUELA, Lourdes; HEREDIA, Gustavo (2007). “Concepción y construcción participativa de un Sistema de Agua de Uso Múltiple en la zona rural de Vinto”, en <www.musgroup.org>, (13/03/2013). RED ECOSAF, Stadler (2008). “Ensayo de agroforestería sucesional en la ladera sur de la cordillera del Tunari del municipio de Vinto, Cochabamba, Bolivia, 2001 – 2009”, Acta Nova, UCB, 2008, Vol. 4 - Nº 1, Cochabamba. RESTREPO RIVERA, Jairo; PINHENIRO, Sebastiao (2011). Cromatografía, imágenes de vida y destrucción del suelo. Cali Colombia. Feriva. RIVAS, Daniel (2005). “Sistemas Agroforestales”, en <http://www.rivasdaniel.com/AGROFORESTERIA.pdf>, (02/04/13). ROWELL D. L. (1992). “Acidez y Alcalinidad del Suelo”, en WILD, Alan. Condiciones del Suelo y Desarrollo de las Plantas según Russell. Madrid. Mundi-Prensa. Páginas 885-940. SÁNZANO, Agustín (s/a). “El Fósforo en el Suelo”, en <http://www.edafo.com.ar/Descargas/Cartillas/Fosforo%20del%20Suelo.pdf>, (5/02/2014). SCRIBD (2010). “Cromatografía de Suelo”, en <http://es.scribd.com/doc/45468748/CROMATOGRAFIA-DE-SUELO>, (01/09/2013). STADLER KAULICH, Noemí (2008). “Un ensayo de agroforestería sucesional en el valle de Cochabamba/Bolivia, 2001 – 2009. La Implementación de una parcela de Agroforestería Sucesional con la especie primaria palta, 2006 - 2009”, Cochabamba. RED ECO-SAF. STADLER KAULICH, Noemí (2010a). “Características y bondades del Árbol de Molle (Schinus molle)” en <http://ecosaf.org/informenoemi/Bondades%20del%20Molle_2010.pdf> (06/03/2013). 146 STADLER KAULICH, Noemí (2010b). “Producir en mismo tiempo de proteger los RRNN en el Valle de Cochabamba”, en <http://ecosaf.org/informenoemi/Caracteristicas.MOLLESNEJTA_Abril.2010.pdf> (06/03/2013). UNCCD, (2009). Manual de Agroforestería para Zonas Secas y Semiáridas. Ministerio de Ambiente y Recursos Naturales, Guatemala/Mecanismo Mundial de la UNCCD. Guatemala. Universidad de Extremadura. Área de Edafología y Química Agrícola (2006). “El suelo como habitad. Fauna del suelo. Artrópodos. Isópodos”, en <http://www.eweb.unex.es/eweb/edafo/ECAP/ECAL6FArtrIsopodos.htm> (28/01/2014). USDA, Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (1999). “Guía para la Evaluación de la Calidad y Salud del Suelo”, en <http://soils.usda.gov/sqi/assessment/files/KitSpanish.pdf> (5/02/2014). VALLARDES, Fernando (2004). “Ecología del bosque mediterráneo en un mundo cambiante” enh<http://www.globimed.net/ficheros/libros/Ecologia/Cap12%20%20La%20luz%20como%2 0factor%20ecologico%20y%20evolutivo%20para%20las%20plantas%20y%20su%20interacci on%20con%20el%20agua.pdf>, (10/03/2013). VERA, Raúl (2001). “Perfiles por País del Recurso Pastura/Forraje. Bolivia” en <http://www.fao.org/ag/AGP/AGPC/doc/Counprof/spanishtrad/bolivia_sp/Bolivia_sp.htm>, (10/05/2013). VARGAS, Israel; LAWRENCE, Laura; EID, Miguel (2000). Árboles y arbustos para sistemas agroforestales de los valles interandinos de Santa Cruz, Bolivia. Guía de campo. Fundación Amigos de la Naturaleza, Bolivia. 147 VILLARROEL, Jorge (1988). Manual práctico para la interpretación de análisis de suelos en laboratorio. Cochabamba. AGRUCO. VILLASECA C., Sergio (1990). Temperatura del suelo. AGRICULTURA TÉCNICA, Chile. WEIL Ray, ISLAM Kandikar, STINE Melissa, GRUVER Joel & SAMSON-LIEBIG Susan (2003). “Estimating active carbon for soil quality assessment: A simplified method for laboratory and field use”, en American Journal of Alternative Agriculture, CAB International, 2003, Volumen 18 - Numero 1. YIQUI Lou, XUHUI Zhou (2006). Soil respiration and the environment. El servier Inc. ENTREVISTAS STADLER KAULICH, Noemí (Ciudad de Cochabamba, 5/12/13), entrevistado por Andrea Bolaños Angulo. 30 min. s/u.a. 148 ANEXOS 149 ANEXO 1. Ficha para la caracterización del sitio Descripción del sitio Fecha Especie: Opuntia ficus-indica L. Dodonea viscosa Jacq. Schinus molle L. Pendiente y aspectos topográficos del predio Tamaño de la parcela: Orientación del terreno: Topografía de la parcela: Plana: Ondulada: Inclinación de la pendiente: 10% = plana 10 - 30% = moderada >30% = inclinada Información factores climáticos Temperatura media: =Precipitación media: Información del manejo actual Sistema de cultivos: (Rotaciones, cultivos de cobertura, etc.) Fertilizantes/ Pesticidas (Insumos de N, uso de pesticidas, etc.) Labranzas/ cubierta de residuos Riego: Observaciones: 150 ANEXO 2. Acidez activa en el suelo Para la determinación de la acidez activa de un suelo (pH activo), se necesitan los siguientes instrumentos: − Vaso precipitado de 50 ml − Agua desionizada − pH-metro − Varilla de vidrio − Vidrio de reloj − Pipeta de 10 ml Y para su medición se siguen seguirán los siguientes pasos: − Mezclar en un vaso precipitado 10g de suelo con 10ml de agua desionizada. Dejar reposar 10 minutos agitando ocasionalmente. − Determinar el pH de la solución usando el pH – metro. − Convertir el pH del suelo a concentración de ion hidrogeno en la solución , con ayuda de la siguiente formula pH = -log (H+) Categorías de acidez y alcalinidad en los suelos Categoría Rango pH Fuertemente acido Moderadamente acido Levemente acido Neutral Levemente básico <5 5,0 – 6,0 6,0 – 6,6 6,6 – 7,4 7,4 – 8,0 Moderadamente básico Fuertemente básico 8,0 - 9, 0 > 9,0 Fuente: Hausenbuiller, R.L., 1985. Soil Science. Principles and Practices. WCB Publisher 151 ANEXO 3. Determinación del contenido de M.O. por combustión seca La determinación del contenido de M.O. por combustión seca se realiza midiendo la perdida de meso de una muestra de suelo, luego de someterla a altas temperaturas. El calor oxida la materia orgánica a CO2 y H2O, se pierden de la muestra en forma gaseosa o de vapor. Sin embargo pueden existir errores en este método de estimación. Material − Cápsulas de porcelana − Mufla − Balanza − Vidrio de reloj − Espátula Los pasos a seguir para realizar esta prueba son los siguientes: − Colecte las muestras de suelos con diferente contenido de M.O. − Colocar aproximadamente 5 g de cada muestra en una capsula de porcelana (una para cada muestra) y pésela con una aproximación de 0,01 g. − Meter las muestras a una mufla a 550oC por un periodo de 24 horas. La oxidación estará completa cuando el suelo toma un color tostado claro. − Enfriar las muestras y volver a pesar. Determinar la pérdida de peso y calcular el % de M.O. referido al peso del suelo seco al horno (s.s.h.). − Paralelamente, pesar una muestra de cada uno de los suelo, colectados según el punto 1, y someterlas a una temperatura de 110oC por un periodo de 24 horas, en un horno. Extraer, esperar a que enfríen colocándolos en un desecador y determinar la pérdida de peso de la muestra. Dicha pérdida corresponde al contenido de humedad de ese suelo. Use este dato para corregir el peso del suelo húmedo de los anteriores pasos, obtendrá así el peso del suelo seco al horno mencionado anteriormente. Fuente: “Laboratory Manual for Soil Science: Agricultural and Environmental Principles”. THIEN S.J. & GRAVEEL J.G (1997). 152 ANEXO 4. Cromatografía de suelo según Voitl y Guggenberger (1986) Los materiales a utilizar para hacer este análisis son los siguientes: − Espátula − Cajas Petri de 9 cm de diámetro − Cajas Petri de 6 cm de diámetro − Papeles filtro de 12.5 cm de diámetro Munkettel 12888 (Equivalente a Whatmann Nº4) − Balanza (0,00g) − Regla − Matraces volumétricos de 1000 ml − Matraces volumétricos de 100 ml − Vidrios de reloj − Marcador de alcohol − Tijera − Vasos precipitados de 600 ml − Vasos precipitados de 50 ml − Embudos − Tamiz de 2 mm − Pipetas de 10 ml − Succionador − Probeta de 50 ml − Erlenmeyers de 100 ml − Mortero − NaOH (1500 ml de solución al 1%) − AgNO3 (150 ml de solución al 0,5 %) − 1200 ml de agua destilada Una vez tomadas las muestras se siguientes pasos: 153 • Preparación de las muestras de suelo con NaOH Primeramente secar la muestra al aire libre durante una noche, a continuación colocarla en el mortero para molerla y tamizarla. Luego colocar 5g de la muestra en un erlenmeyer limpio, lavar previamente con agua destilada, agregar 50 ml de la solución de NaOH al 1% y agitar 6 veces a la izquierda y 6 veces a la derecha, repetir esto 6 veces. Agitar nuevamente al cabo de 10 minutos y 1 hora. A partir de la primera agitación, la muestra dejar de 5 a 6 horas para que precipite. • Preparación del papel filtro con AgNO3 Utilizar un papel filtro como plantilla para marcar los demás papeles filtro, determinar el centro y marcar un hueco pequeño. Con esta plantilla marcar el centro de los demás papeles con un hueco de 2 mm, cuidando de no doblarlas y mancharlas con los dedos, debido a que esto influye en la calidad de la cromatografía. Para determinar hasta donde las soluciones debieron extenderse, marcar con un lápiz a partir del centro del papel 4 cm y 6 cm de distancia. Del mismo papel filtro si pueden hacer las mechas para lo cual se cortaron cuadrados de 2 x 2 cm y luego se las enrollaron de manera muy compacta. Colocar cada mecha por debajo del hueco del papel filtro. A continuación colocar las cajas Petri de 6 cm de diámetro en el centro de las cajas Petri de 9 cm de diámetro, y dentro las cajas Petri de 6 cm de diámetro colocar 5 ml de la solución de AgNO3 al 0,5 %. 154 El papel con la mecha colocar sobre la caja Petri con la parte larga de la mecha hacia abajo, para que la solución AgNO3 se difunda en el papel. Cuando esta solución llegue a difundirse hasta la marca de 4 cm del filtro, sacar la mecha con mucho cuidado y dejar secando el papel sobre la caja Petri vacía y limpia, sin influencia de la luz, del sol y del polvo. • Test de cromatografía Después de transcurrir las 5 o 6 horas, vertir el líquido sobrenadante del Erlenmeyer en la caja Petri de 9 cm de diámetro. Utilizar mechas nuevas a los papeles preparados con AgNO3 y colocarlas sobre la caja Petri con el líquido sobrenadante luego de que este líquido se haya difundido hasta la marca de 6 cm, sacar la mecha y a secar el papel filtro sobre una base limpia en luz oscura. 155 ANEXO 5. Resultados del análisis de indicadores físicos del suelo en las cuatro parcelas de estudio 156 ANEXO 6. Resumen de los resultados obtenidos de los parámetros físico, químicos y biológicos del suelo A. Resultados para las plantas de la Tuna Resultados de mediciones para la Tuna Distancia pH Net Pd M.O. H (sept.) H (dic.) T (sep.) T (dic.) Resp (sep.) Resp (dic.) 0 0 0 0 0 4,73 5,51 5,7 4,57 4,45 0,224 0,288 0,182 0,140 0,168 15,6 35,9 20,6 8,5 27,8 3,3 2,1 3,5 2 3,7 51,00 27,00 37,00 40,00 27,00 31,00 46,00 45,00 38,00 35,00 29,44 22,78 22,78 20,00 20,56 32,78 29,44 30,56 27,78 27,78 3,7585 3,709 3,313 2,5705 2,686 2,47 2,551 1,7275 3,037 1,93 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 4,75 4,33 4,32 4,69 4,51 0,210 0,378 0,224 0,140 0,182 25,4 40,7 19,7 13,2 22,4 4,7 5 3,9 2,9 3,6 45,33 25,25 40,00 27,50 30,75 35,50 42,75 38,75 44,25 34,75 24,07 18,89 18,89 19,86 24,03 28,06 30,97 32,08 28,89 27,50 2,95 2,851 3,544 2,5705 2,3065 1,849 3,0775 1,903 1,876 2,173 2 2 2 2 2 4,81 4,32 4,45 4,41 4,39 0,238 0,350 0,224 0,154 0,168 21,8 41,9 15,2 14,5 15,2 6,3 5,6 2,8 2,1 2,9 41,00 31,75 30,33 47,75 27,00 40,25 31,00 42,50 33,50 22,78 21,94 23,33 19,03 21,48 25,28 30,69 31,39 27,64 27,64 2,1745 3,5935 2,719 3,445 2,8345 1,8355 1,903 2,227 1,9165 1,5655 157 ANEXO 6. Resumen de los resultados obtenidos de los parámetros físico, químicos y biológicos del suelo B. Resultados para las plantas de la Chacatea Resultados de mediciones de indicadores para la Chacatea Distancia pH Nt Pd M.O. H (sept.) H (dic.) T (sep.) T (dic.) Resp (sep.) Resp (dic.) 0 0 0 0 5,02 4,89 5 5 0,252 0,252 0,224 0,224 27,8 16,9 23,2 23,2 4,3 5,6 5 5 31,00 46,00 41,00 41,00 43,00 39,00 34,00 34,00 22,22 23,89 27,22 27,22 22,78 26,11 25,56 25,56 3,0325 2,6365 3,4945 3,4945 1,9975 1,795 2,2945 2,2945 1 1 1 1 5,03 5,09 4,98 4,98 0,168 0,196 0,168 0,168 22,9 17,2 31,5 31,5 4,4 4,7 4 4 37,00 40,67 38,33 38,33 35,50 41,67 42,33 42,33 24,63 24,07 28,33 28,33 22,78 27,22 23,52 23,52 2,818 4,435 2,8345 2,8345 2,605 2,092 1,8355 1,8355 2 2 2 2 5,12 5,86 4,86 4,86 0,140 0,210 0,238 0,238 25,4 13,0 21,4 21,4 4,8 5,1 4 4 38,00 48,67 38,33 38,33 38,50 41,33 45,67 45,67 24,44 24,26 28,33 28,33 22,78 27,41 24,63 24,63 3,874 3,742 2,8345 2,8345 3,145 1,795 1,8085 1,8085 158 ANEXO 6. Resumen de los resultados obtenidos de los parámetros físico, químicos y biológicos del suelo C. Resultados para el árbol del Molle Resultados de mediciones para el Molle Distancia pH Nt Pd M.O. H( Sept) H (Dic.) T (Sep.) T (Dic.) Resp (Sep.) Resp (Dic.) 0 0 0 0 0 5,65 5,43 4,64 5,29 5,37 0,266 0,21 0,266 0,224 0,238 27,9 29,3 33,5 34,3 25,4 5,2 6,2 5,2 6,3 34,00 40,00 39,00 42,00 30,00 38,00 37,00 45,00 37,00 21,67 26,67 22,22 22,22 21,67 26,67 30,56 24,44 21,11 3,115 3,6595 3,3625 3,676 3,709 1,93 2,497 1,7545 0 1,93 1 1 1 1 1 5,2 5,4 4,86 5,35 4,88 0,224 0,504 0,224 0,476 0,252 30,4 33,0 30,6 27,4 14,9 6,6 7,3 4,2 6,2 4,7 40,00 36,33 40,00 38,33 38,00 32,00 39,67 40,75 36,67 43,50 21,94 22,04 24,17 23,52 23,61 21,67 26,30 26,67 26,48 21,11 3,577 1,9435 3,3625 3,4615 2,917 2,794 3,226 2,9425 2,6455 2,929 2 2 2 2 2 5,35 5,08 5,23 5,43 5,4 0,224 0,252 0,154 0,280 0,308 44,9 29,5 34,9 18,5 20,0 5,9 4,2 4,6 43,50 34,33 40,00 46,00 42,00 30,50 36,00 39,25 39,67 47,50 22,78 23,70 24,72 24,07 25,00 23,33 26,30 26,81 27,41 20,83 3,742 2,818 3,7585 3,0985 2,9005 1,9705 1,552 1,8355 2,173 1,8895 8,4 159 ANEXO 6. Resumen de los resultados obtenidos de los parámetros físico, químicos y biológicos del suelo D. Resultados para la zona Testigo Resultados de las mediciones de parámetros para el Testigo Dist. pH Nt 0 0,5 1 2 4,73 4,68 4,67 4,81 0,196 0,182 0,182 0,140 Pd M.O. H (Sept.) H (Dic.) T (Sep.) T (Dic.) Resp (Sep.) Resp (Dic.) 7,8 7,0 6,5 4,9 3,3 3,1 3,4 5,6 22,00 29,00 30,00 36,00 25,00 36,50 34,75 37,25 27,22 26,53 26,67 26,67 25,00 25,42 25,42 24,72 2,6695 3,4285 2,1085 2,785 3,2395 1,768 2,4565 2,848 160 ANEXO 7. Valores de interpretación de los indicadores físicos y químicos del suelo A. Valores promedio de los parámetros físicos del suelo 161 ANEXO 7. Valores de interpretación de los indicadores físicos y químicos del suelo B. Valores de interpretación de los parámetros químicos del suelo 162 ANEXO 8. Valores de interpretación para los parámetros de humedad y temperatura Humedad Para determinar valores de referencia de la humedad medida según la textura se utilizo la siguiente tabla que se encuentra en el sensor de humedad utilizado: De acudo a este se tiene los siguientes datos para realizar la interpretación Tipos de textura: C: Arcilla L: Limo S: Arena Los colores representaran el contenido de humedad en el suelo, clasificándolo como: Rojo: Muy seco Naranja: Seco Amarillo: Medio Verde claro: Húmedo Verde oscuro: Muy húmedo Clasificación del contenido de humedad del suelo según su textura Clasificación Arcilla Limo Arena Muy seco 0 – 30 0 – 23 0 – 10 Seco 30 – 42 23 – 36 10 – 26 Medio 42 – 55 36 – 45 26 – 38 Húmedo 55 – 80 45 – 70 38 – 60 Muy Húmedo 80 - 98 70 - 95 60 – 90 163 Valores de interpretación para la humedad del suelo Humedad en el suelo (% CC) * Textura FCAPFyU (UMSS) Otra fuente* Arenoso 6 – 12 9 Arenoso-franco - 14 Franco arenosolimoso - 23 Franco arenoso + materia orgánica 10 – 18 29 Franco 18 – 26 34 Franco-arcilloso 23 – 31 30 Arcilloso arenoso 27 – 35 - Arcilloso 31 – 39 38 Arcilloso con buena estructura - 50 http://info.elriego.com/humedad-en-el-suelo-capacidad-de-campo-punto-de-marchitez-y-aguautil-en-funcion-del-tipo-de-suelo/ 164 ANEXO 9. Análisis de la varianza multivariado en función de la distancia A. Análisis de la varianza para la Tuna 165 ANEXO 9. Análisis de la varianza multivariado en función de la distancia B. Análisis de la varianza para la Chacatea 166 ANEXO 9. Análisis de la varianza multivariado en función de la distancia C. Análisis de la varianza para el Molle 167 ANEXO 10. Análisis de la varianza multivariado entre especies en función de los parámetros del suelo tomados 168 ANEXO 11. Análisis de Componentes Principales – Predicción de la variación de parámetros 169
